OpenGL的一些基本概念

首先厘清几个库文件之间的关系，即 gl, glu, glut,glaux 之间的区别

gl
glu
glut
glu32
glut32
glut
opengl

后缀为.a 或.lib。 带32，.lib后缀的一般是window平台下的，而.a后缀一般是linux平台下。

以下说明中带*后缀的函数表示该函数有多种版本

下表列出一些后缀字母，它们分别指定了OpenGL的ISO C实现所提供的数据类型

对于某些带字母v后缀的函数，表示这个函数所接受的参数是一个指向向量（或数组）的指针。

最后，OpenGL还定义了GLvoid类型。这种类型最常用于那些接受向量数组为参数的指针为参数的OpenGL函数。

OpenGL函数库相关的API有核心库(gl)、实用库(glu)、辅助库(aux)、实用工具库(glut)、窗口库(glx、agl、wgl)和扩展函数库等。从图1可以看出，gl是核心，glu是对gl的部分封装。glx、agl、wgl 是针对不同窗口系统的函数。glut是为跨平台的OpenGL程序的工具包，比aux功能强大。扩展函数库是硬件厂商为实现硬件更新利用OpenGL的扩展机制开发的函数。下面逐一对这些库进行详细介绍。

1. OpenGL核心库
   核心库包含有115个函数，函数名的前缀为gl。

   这部分函数用于常规的、核心的图形处理。此函数由gl.dll来负责解释执行。据类型的参数，因此派生出来的函数原形多达300多个。

   核心库中的函数主要可以分为以下几类函数:

   • 绘制基本几何图元的函数。如绘制图元的函数：
     glBegain()、
     glEnd()、
     glNormal*()、
     glVertex*()。

   • 矩阵操作、几何变换和投影变换的函数。如：
     矩阵入栈函数glPushMatrix()、
     矩阵出栈 函数glPopMatrix()、
     装载矩阵函数glLoadMatrix()、
     矩阵相乘函数glMultMatrix()，
     当前矩阵函数glMatrixMode()
     矩阵标准化函数glLoadIdentity()，
     几何变换函数glTranslate*()、glRotate*()和glScale*()，
     投影变换函数glOrtho()、glFrustum()
     视口变换函数glViewport()等等。

   • 颜色、光照和材质的函数。如:
     设置颜色模式函数glColor*()、glIndex*()，
     设置光照效果的函数glLight*() 、glLightModel*()
     设置材质效果函数glMaterial()等等。

   • 显示列表函数、主要有创建、结束、生成、删除和调用显示列表的函数：
     glNewList()、
     glEndList()、
     glGenLists()、
     glCallList()
     glDeleteLists()。

   • 纹理映射函数，主要有:
     一维纹理函数glTexImage1D()、
     二维纹理函数glTexImage2D()、
     设置纹理参数、纹理环境和纹理坐标函数
     glTexParameter*()、
     glTexEnv*()
     glTetCoord*()等。

   • 特殊效果函数：
     融合函数glBlendFunc()、
     反走样函数glHint()
     雾化效果glFog*()。

   • 光栅化、象素操作函数。如：
     象素位置glRasterPos*()、
     线型宽度glLineWidth()、
     多边形绘制模式glPolygonMode()，
     读取象素glReadPixel()、
     复制象素glCopyPixel()等。

   • 选择与反馈函数：
     主要有渲染模式glRenderMode()、
     选择缓冲区glSelectBuffer()
     反馈缓冲区glFeedbackBuffer()等。

   • 曲线与曲面的绘制函数：
     生成曲线或曲面的函数glMap*()、glMapGrid*()，
     求值器的函数glEvalCoord*() glEvalMesh*()。
     状态设置与查询函数。主要有glGet*()、glEnable()、glGetError()等。

2. OpenGL实用库The OpenGL Utility Library (GLU)
   包含有43个函数，函数名的前缀为glu。

   OpenGL提供了强大的但是为数不多的绘图命令，所有较复杂的绘图都必须从点。线、面开始。Glu 为了减轻繁重的编程工作，封装了OpenGL函数，Glu函数通过调用核心库的函数，为开发者提供相对简单的用法，实现一些较为复杂的操作。此函数由glu.dll来负责解释执行。

   OpenGL中的核心库和实用库可以在所有的OpenGL平台上运行。主要包括了以下几种：

   • 辅助纹理贴图函数，有:
     gluScaleImage() 、
     gluBuild1Dmipmaps()、
     gluBuild2Dmipmaps()。

   • 坐标转换和投影变换函数:
     定义投影方式函数gluPerspective()、gluOrtho2D() 、gluLookAt()，
     拾取投影视景体函数gluPickMatrix()，
     投影矩阵计算gluProject()和 gluUnProject()等等。

   • 多边形镶嵌工具，有:
     gluNewTess()、
     gluDeleteTess()、
     gluTessCallback()、
     gluBeginPolygon()
     gluTessVertex()、
     gluNextContour()、
     gluEndPolygon()等等。

   • 二次曲面绘制工具，主要有绘制球面、锥面、柱面、圆环面:
     gluNewQuadric()、
     gluSphere()、
     gluCylinder()、
     gluDisk()、
     gluPartialDisk()、
     gluDeleteQuadric()等等。

   • 非均匀有理B样条绘制工具，主要用来定义和绘制Nurbs曲线和曲面，包括:
     gluNewNurbsRenderer()、
     gluNurbsCurve()、
     gluBeginSurface()、
     gluEndSurface()、
     gluBeginCurve()、
     gluNurbsProperty()等函数。

   • 错误反馈工具，获取出错信息的字符串gluErrorString()

3. OpenGL辅助库
   包含有31个函数，函数名前缀为aux。

   这部分函数提供窗口管理、输入输出处理以及绘制一些简单三维物体。此函数由glaux.dll来负责解释执行。创建aux库是为了学习和编写OpenGL程序，它更像是一个用于测试创意的预备基础接管。Aux库在windows实现有很多错误，因此很容易导致频繁的崩溃。在跨平台的编程实例和演示中，aux很大程度上已经被glut库取代。OpenGL中的辅助库不能在所有的OpenGL平台上运行。

   辅助库函数主要包括以下几类:

   • 窗口初始化和退出函数，
     auxInitDisplayMode()
     auxInitPosition()。

   • 窗口处理和时间输入函数，
     auxReshapeFunc()、
     auxKeyFunc()
     auxMouseFunc()。

   • 颜色索引装入函数:auxSetOneColor()

   • 三维物体绘制函数。包括了两种形式网状体和实心体，如绘制立方体auxWireCube()和 auxSolidCube()。这里以网状体为例，
     长方体auxWireBox()、
     环形圆纹面auxWireTorus()、
     圆柱auxWireCylinder()、
     二十面体auxWireIcosahedron()、
     八面体auxWireOctahedron()、
     四面体auxWireTetrahedron()、
     十二面体auxWireDodecahedron()、
     圆锥体auxWireCone()
     茶壶auxWireTeapot()。

   • 背景过程管理函数auxIdleFunc()。

   • 程序运行函数auxMainLoop()。

4. OpenGL工具库 OpenGL Utility Toolkit
   包含大约30多个函数，函数名前缀为glut。

   glut是不依赖于窗口平台的OpenGL工具包，由Mark KLilgrad在SGI编写（现在在Nvidia），目的是隐藏不同窗口平台API的复杂度。 函数以glut开头，它们作为aux库功能更强的替代品，提供更为复杂的绘制功能，此函数由glut.dll来负责解释执行。由于glut中的窗口管理函数是不依赖于运行环境的，因此OpenGL中的工具库可以在X-Window, Windows NT, OS/2等系统下运行，特别适合于开发不需要复杂界面的OpenGL示例程序。对于有经验的程序员来说，一般先用glut理顺3D图形代码，然后再集成为完整的应用程序。

   这部分函数主要包括:

   • 窗口操作函数，窗口初始化、窗口大小、窗口位置等函数:
     glutInit()
     glutInitDisplayMode()
     glutInitWindowSize()
     glutInitWindowPosition()等。

   • 回调函数。响应刷新消息、键盘消息、鼠标消息、定时器函数等:
     GlutDisplayFunc()
     glutPostRedisplay()
     glutReshapeFunc()
     glutTimerFunc()
     glutKeyboardFunc()
     glutMouseFunc()。

   • 创建复杂的三维物体。这些和aux库的函数功能相同。创建网状体和实心体。如glutSolidSphere()、glutWireSphere()等。在此不再叙述。

   • 菜单函数。创建添加菜单的函数
     GlutCreateMenu()、
     glutSetMenu()、
     glutAddMenuEntry()、
     glutAddSubMenu()
     glutAttachMenu()。

   • 程序运行函数，glutMainLoop()。