OpenGL入門學習筆記（三）

多邊形的繪制

（一）多邊形的兩面與其繪制方法

從三維的角度來看，一個多邊形具有兩個面。

每一個面都可以設定不同的繪制方式：

1. 填充;
2. 隻繪制邊緣輪廓線;
3. 隻繪制頂點;

其中“填充”是預設的方式。

可以為兩個面分别設定不同的方式。

glPolygonMode的原型是:

void glPolygonMode(GLenum face,GLenum mode);

用于控制多邊形的顯示方法。

face将确定顯示模式将适用于物體的哪些部分，控制多邊形的正面和背面的繪圖模式：

參數	含義
GL_FRONT	顯示模式将适用于物體的前向面（也就是物體能看到的面）
GL_BACK	顯示模式将适用于物體的後向面（也就是物體上不能看到的面）
GL_FRONT_AND_BACK	顯示模式将适用于物體的所有面

mode這個參數确定選中的物體的面以何種方式顯示（顯示模式）：

參數	含義
GL_POINT	顯示頂點，多邊形用點顯示
GL_LINE	顯示線段，多邊形用輪廓顯示
GL_FILL	顯示面，多邊形采用填充形式

glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 設定正面為填充方式
glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE); // 設定反面為邊緣繪制方式
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT); // 設定兩面均為頂點繪制方式
           

（二）反轉

正面

按照約定，如果多邊形的頂點以逆時針順序出現在螢幕上，它便稱為“正面”。

但也有一些表面比較特殊。例如“麥比烏斯帶”（請自己 Google 一下），可以全部使用“正面”或全部使用“背面”來表示。

glFrontFace

glFrontFace

是opengl的初級指令，有兩個基本作用，一是可以用來用在某些特殊場合（比如剔除面片），二是可以提高渲染效率。

函數原型：

void glFrontFace(GLenum mode);

作用是控制多邊形的正面是如何決定的。在預設情況下，mode是GL_CCW。

mode的值為：

參數	含義
GL_CCW	表示視窗坐标上投影多邊形的頂點順序為逆時針方向的表面為正面。
GL_CW	表示頂點順序為順時針方向的表面為正面。

頂點的方向又稱為環繞。

執行個體

void myDisplay(void)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 設定正面為填充模式
    glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE); // 設定反面為線形模式
    glFrontFace(GL_CCW); // 設定逆時針方向為正面
    glBegin(GL_POLYGON); // 按逆時針繪制一個正方形，在左下方
    glVertex2f(-, -);
    glVertex2f(, -);
    glVertex2f(, );
    glVertex2f(-, );
    glEnd();
    glBegin(GL_POLYGON); // 按順時針繪制一個正方形，在右上方
    glVertex2f(, );
    glVertex2f(, );
    glVertex2f(, );
    glVertex2f(, );
    glEnd();
    glFlush();
}
           

（三）剔除多邊形表面

在三維空間中，一個多邊形雖然有兩個面，但我們無法看見背面的那些多邊形，而一些多邊形雖然是正面的，但被其他多邊形所遮擋。如果将無法看見的多邊形和可見的多邊形同等對待，無疑會降低我們處理圖形的效率。在這種時候，可以将不必要的面剔除。

使用

glEnable(GL_CULL_FACE);

來啟動剔除功能（使

glDisable(GL_CULL_FACE);

可以關閉之）然後，使用

glCullFace

來進行剔除。

glCullFace()

參數包括

GL_FRONT

和

GL_BACK

和

GL_FRONT_AND_BACK

.

意義：前兩個參數分别表示禁用多邊形正面或者背面上的光照、陰影和顔色計算及操作，消除不必要的渲染計算，最後一個參數使用後，所有的多邊形都将被剔除，是以看見的就隻有點和直線。

（四）镂空多邊形

glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);

來啟動镂空模式（使用

glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE);

可以關閉之）。

然後，使用

glPolygonStipple ()

來設定镂空的樣式。

void glPolygonStipple(const GLubyte *mask);

其中的參數 mask 指向一個長度為 128 位元組的空間，它表示了一個 32*32 的矩形應該如何镂空。其中：第一

個位元組表示了最左下方的從左到右（也可以是從右到左，這個可以修改）8 個像素是否镂空（1 表示不镂空，

顯示該像素；0 表示镂空，顯示其後面的顔色），最後一個位元組表示了最右上方的 8 個像素是否镂空。

但是，如果我們直接定義這個 mask 數組，像這樣：

static GLubyte Mask[] =
{
, , , , // 這是最下面的一行
, , , ,
, , , , // 麻
, , , , // 煩
, , , , // 的
, , , , // 初
, , , , // 始
, , , , // 化
, , , , // ，
, , , , // 不
, , , , // 建
, , , , // 議
, , , , // 使
, , , , // 用
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , , ,
, , ,  // 這是最上面的一行
};
           

這樣一堆資料非常缺乏直覺性，我們需要很費勁的去分析，才會發現它表示的竟然是一隻蒼蠅。

如果将這樣的資料儲存成圖檔，并用專門的工具進行編輯，顯然會友善很多。下面介紹如何做到這一點。

首先，用 Windows 自帶的畫筆程式建立一副圖檔，取名為 mask.bmp，注意儲存時，應該選擇“單色位圖”。

在“圖象”->“屬性”對話框中，設定圖檔的高度和寬度均為 32。

用放大鏡觀察圖檔，并編輯之。黑色對應二進制零（镂空），白色對應二進制一（不镂空），編輯完畢後保

存。

然後，就可以使用以下代碼來獲得這個 Mask 數組了。

static GLubyte Mask[];
FILE *fp;
fp = fopen("mask.bmp", "rb");
if( !fp )
exit();
// 移動檔案指針到這個位置，使得再讀 sizeof(Mask)個位元組就會遇到檔案結束
// 注意-(int)sizeof(Mask)雖然不是什麼好的寫法，但這裡它确實是正确有效的
// 如果直接寫-sizeof(Mask)的話，因為 sizeof 取得的是一個無符号數，取負号會有問題
if( fseek(fp, -(int)sizeof(Mask), SEEK_END) )
exit();
// 讀取 sizeof(Mask)個位元組到Mask
if( !fread(Mask, sizeof(Mask), , fp) )
exit();
fclose(fp);
           

好的，現在請自己編輯一個圖檔作為 mask，并用上述方法取得 Mask 數組，運作後觀察效果。

說明：繪制虛線時可以設定 factor 因子，但多邊形的镂空無法設定 factor 因子。請用滑鼠改變視窗的大小，

觀察镂空效果的變化情況。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void myDisplay(void)
{
static GLubyte Mask[];
FILE *fp;
fp = fopen("mask.bmp", "rb");
if( !fp )
exit();
if( fseek(fp, -(int)sizeof(Mask), SEEK_END) )
exit();
if( !fread(Mask, sizeof(Mask), , fp) )
exit();
fclose(fp);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);
glPolygonStipple(Mask);
glRectf(-, -, , ); // 在左下方繪制一個有镂空效果的正方形
glDisable(GL_POLYGON_STIPPLE);
glRectf(, , , ); // 在右上方繪制一個無镂空效果的正方形
glFlush();
}