第12课 OpenGL 显示列表
顯示列表:
想知道如何加速你的OpenGL程序么？這一課將告訴你如何使用OpenGL的顯示列表，它通過預編譯OpenGL命令來加速你的程序，并可以為你省去很多重復的代碼。
這次我將教你如何使用顯示列表，顯示列表將加快程序的速度，而且可以減少代碼的長度。
當你在制作游戲里的小行星場景時，每一層上至少需要兩個行星，你可以用OpenGL中的多邊形來構造每一個行星。聰明點的做法是做一個循環，每個循環畫出行星的一個面，最終你用幾十條語句畫出了一個行星。每次把行星畫到屏幕上都是很困難的。當你面臨更復雜的物體時你就會明白了。
那么，解決的辦法是什么呢？用現實列表，你只需要一次性建立物體，你可以貼圖，用顏色，想怎么弄就怎么弄。給現實列表一個名字，比如給小行星的顯示列表命名為“asteroid”。現在，任何時候我想在屏幕上畫出行星，我只需要調用glCallList(asteroid)。之前做好的小行星就會立刻顯示在屏幕上了。因為小行星已經在顯示列表里建造好了，OpenGL不會再計算如何構造它。它已經在內存中建造好了。這將大大降低CPU的使用，讓你的程序跑的更快。
那么，開始學習咯。我稱這個DEMO為Q-Bert顯示列表。最終這個DEMO將在屏幕上畫出15個立方體。每個立方體都由一個盒子和一個頂部構成，頂部是一個單獨的顯示列表，盒子沒有頂。
這一課是建立在第六課的基礎上的，我將重寫大部分的代碼，這樣容易看懂。下面的這些代碼在所有的課程中差不多都用到了。
下面設置變量。首先是存儲紋理的變量，然后兩個新的變量用于顯示列表。這些變量是指向內存中顯示列表的指針。命名為box和top。
然后用兩個變量xloop,yloop表示屏幕上立方體的位置，兩個變量xrot，yrot表示立方體的旋轉。
GLuint box; // 保存盒子的顯示列表 GLuint top; // 保存盒子頂部的顯示列表 GLuint xloop; // X軸循環變量 GLuint yloop; // Y軸循環變量
接下來建立兩個顏色數組
static GLfloat boxcol[5][3]= // 盒子的顏色數組
{
// 亮:紅，橙，黃，綠，藍
{1.0f,0.0f,0.0f},{1.0f,0.5f,0.0f},{1.0f,1.0f,0.0f},{0.0f,1.0f,0.0f},{0.0f,1.0f,1.0f}
};
static GLfloat topcol[5][3]= // 頂部的顏色數組
{
// 暗:紅，橙，黃，綠，藍
{.5f,0.0f,0.0f},{0.5f,0.25f,0.0f},{0.5f,0.5f,0.0f},{0.0f,0.5f,0.0f},{0.0f,0.5f,0.5f}
};
現在正式開始建立顯示列表。你可能注意到了，所有創造盒子的代碼都在第一個顯示列表里，所有創造頂部的代碼都在另一個列表里。我會努力解釋這些細節。
GLvoid BuildLists() // 創建盒子的顯示列表
{
開始的時候我們告訴OpenGL我們要建立兩個顯示列表。glGenLists(2)建立了兩個顯示列表的空間，并返回第一個顯示列表的指針。“box”指向第一個顯示列表，任何時候調用“box”第一個顯示列表就會顯示出來。
box=glGenLists(2); // 創建兩個顯示列表的名稱
現在開始構造第一個顯示列表。我們已經申請了兩個顯示列表的空間了，并且有box指針指向第一個顯示列表。所以現在我們應該告訴OpenGL要建立什么類型的顯示列表。
我們用glNewList()命令來做這個事情。你一定注意到了box是第一個參數，這表示OpenGL將把列表存儲到box所指向的內存空間。第二個參數GL_COMPILE告訴OpenGL我們想預先在內存中構造這個列表，這樣每次畫的時候就不必重新計算怎么構造物體了。
GL_COMPILE類似于編程。在你寫程序的時候，把它裝載到編譯器里，你每次運行程序都需要重新編譯。而如果他已經編譯成了.exe文件，那么每次你只需要點擊那個.exe文件就可以運行它了，不需要編譯。當OpenGL編譯過顯示列表后，就不需要再每次顯示的時候重新編譯它了。這就是為什么用顯示列表可以加快速度。
glNewList(box,GL_COMPILE); // 創建第一個顯示列表
下面這部分的代碼畫出一個沒有頂部的盒子，它不會出現在屏幕上，只會存儲在顯示列表里。
你可以在glNewList()和glEngList()中間加上任何你想加上的代碼。可以設置顏色，貼圖等等。唯一不能加進去的代碼就是會改變顯示列表的代碼。顯示列表一旦建立，你就不能改變它。
比如你想加上glColor3ub(rand()%255,rand()%255,rand()%255)，使得每一次畫物體時都會有不同的顏色。但因為顯示列表只會建立一次，所以每次畫物體的時候顏色都不會改變。物體將會保持第一次建立顯示列表時的顏色。 如果你想改變顯示列表的顏色，你只有在調用顯示列表之前改變顏色。后面將詳細解釋這一點。
glBegin(GL_QUADS); // 開始繪制四邊形
// 底面
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);
// 前面
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);
// 后面
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
// 右面
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);
// 左面
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);
glEnd(); // 四邊形繪制結束
用glEngList()命令，我們告訴OpenGL我們已經完成了一個顯示列表。在glNewList()和glEngList()之間的任何東西就是顯示列表的一部分。
glEndList(); // 第一個顯示列表結束
現在我們來建立第二個顯示列表。在上一個顯示列表的指針上加1，就得到了第二個顯示列表的指針。第二個顯示列表的指針命名為“top”。
top=box+1; // 第二個顯示列表的名稱
現在我們知道了第二個顯示列表的指針，我們可以建立它了。
glNewList(top,GL_COMPILE); // 盒子頂部的顯示列表
下面的代碼畫出盒子的頂部。
glBegin(GL_QUADS); // 開始繪制四邊形
// 上面
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f);
glEnd(); // 結束繪制四邊形
然后告訴OpenGL第二個顯示列表建立完畢。
glEndList(); // 第二個顯示列表創建完畢 }
貼圖紋理的代碼和之前教程里的代碼是一樣的。我們需要一個可以貼在立方體上的紋理。我決定使用mipmapping處理讓紋理看上去光滑，因為我討厭看見像素點。紋理的文件名是“cube.bmp”，存放在data目錄下。
if (TextureImage[0]=LoadBMP("Data/Cube.bmp"))
改變窗口大小的代碼和第六課是一樣的。
初始化的代碼只有一點改變，加入了一行BuildList()。請注意代碼的順序，先讀入紋理，然后建立顯示列表，這樣當我們建立顯示列表的時候就可以將紋理貼到立方體上了。
BuildLists(); // 創建顯示列表
接下來的三行使燈光有效。Light0一般來說是在顯卡中預先定義過的，如果Light0不工作，把下面那行注釋掉好了。
最后一行的GL_COLOR_MATERIAL使我們可以用顏色來貼紋理。如果沒有這行代碼，紋理將始終保持原來的顏色，glColor3f(r,g,b)就沒有用了。總之這行代碼是很有用的。
glEnable(GL_LIGHT0); // 使用默認的0號燈
glEnable(GL_LIGHTING); // 使用燈光
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL); // 使用顏色材質
現在到了繪制代碼的地方了，我們還是和以前一樣，以清除背景顏色為開始。
接著把紋理綁定到立方體，我可以把這些代碼加入到顯示列表中，但我還是把它留在了顯示列表外邊，這樣我可以隨便設置紋理。
int DrawGLScene(GLvoid) // 繪制操作開始
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除背景顏色
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]); // 選擇紋理
現在到了真正有趣的地方了。用一個循環，循環變量用于改變Y軸位置，在Y軸上畫5個立方體，所以用從1到5的循環。
for (yloop=1;yloop<6;yloop++) // 沿Y軸循環
{
另外用一個循環，循環變量用于改變X軸位置。每行上的立方體數目取決于行數，所以循環方式如下。
for (xloop=0;xloop<yloop;xloop++) // 沿X軸循環
{
重置模型變化矩陣
glLoadIdentity(); // 重置模型變化矩陣
邊的代碼是移動和旋轉當前坐標系到需要畫出立方體的位置。（原文有很羅嗦的一大段，相信大家的數學功底都不錯，就不翻譯了）
// 設置盒子的位置
glTranslatef(1.4f+(float(xloop)*2.8f)-(float(yloop)*1.4f),((6.0f-float(yloop))*2.4f)-7.0f,-20.0f);
glRotatef(45.0f-(2.0f*yloop)+xrot,1.0f,0.0f,0.0f);
glRotatef(45.0f+yrot,0.0f,1.0f,0.0f);
然后在正式畫盒子之前設置顏色。每個盒子用不同的顏色。
glColor3fv(boxcol[yloop-1]);
好了，顏色設置好了。現在需要做的就是畫出盒子。不用寫出畫多邊形的代碼，只需要用glCallList(box)命令調用顯示列表。盒子將會用glColor3fv()所設置的顏色畫出來。
glCallList(box); // 繪制盒子
然后用另外的顏色畫頂部。搞定。
glColor3fv(topcol[yloop-1]); // 選擇頂部顏色
glCallList(top); // 繪制頂部
}
}
return TRUE; // 成功返回
}
下面的代碼是鍵盤控制的一些東西
SwapBuffers(hDC); // 交換緩存
if (keys[VK_LEFT]) // 左鍵是否按下
{
yrot-=0.2f; // 如果是，向左旋轉
}
if (keys[VK_RIGHT]) // 右鍵是否按下
{
yrot+=0.2f; // 如果是向右旋轉
}
if (keys[VK_UP]) // 上鍵是否按下
{
xrot-=0.2f; // 如果是向上旋轉
}
if (keys[VK_DOWN]) // 下鍵是否按下
{
xrot+=0.2f; // 如果是向下旋轉
}
總結
以上是生活随笔為你收集整理的第12课 OpenGL 显示列表的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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