第一个OpenGL程序

在开始编写任何C++（或者只是C）程序之前，都要先将要用到的函数和类定义的头文件包含进来。为了达到目的，最低限度也要包含如下头文件。

#include <GLTools.h>            // OpenGL toolkit
#include <GLShaderManager.h>    // Shader Manager Class

#ifdef __APPLE__
#include <glut/glut.h>          // OS X version of GLUT
#else
#define FREEGLUT_STATIC
#include <GL/glut.h>            // Windows FreeGlut equivalent
#endif

GLTools.h 头文件中包含了大部分GLTools中类似C语言的独立函数，而每个GLTools的C++类则有自己的头文件。 GLShaderManager.h 移入了GLTools着色器管理器（Shader Manager）类。没有着色器，我们就不能在OpenGL（核心框架）中进行着色。着色管理器不仅允许我们创建并管理着色器，还提供一组“存储着色器”（Stock Shader），他们能够进行一些初步和基本的渲染操作。

根据应用程序是否是在Mac上创建的，GLUT将采取不同的处理方式。在Windows和Linux上，我们使用freeglut的静态库版本，这就需要在它前面添加FREEGLUT_STATIC处理器宏。

我们从main函数开始：

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Main entry point for GLUT based programs
int main(int argc, char* argv[])
        {
        gltSetWorkingDirectory(argv[0]);

GLTools函数 gltSetWorkingDirectory 用来设置当前工作目录。实际上在Windows中是不必要的，因为工作目录默认就是与程序的可执行程序相同的目录。但是在Mac OS X中，这个程序将当前工作文件夹改为应用程序捆绑包（Application Bundle）中的/Resource 文件夹，以方便以后想要载入纹理文件或模型数据。

接下来，我们将进行一些基于GLUT的标准设置。首先要调用 glutInit 函数，这个函数只是传输命令行参数并初始化GLUT库。

glutInit(&argc, argv);

然后我们必须告诉GLUT库，在创建窗口时要使用哪种类型的显示模式。

glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);

这里的标志告诉它要使用双缓冲窗口（GLUT_DOUBLE）和RGBA颜色模式（GLUT_RGBA）。

单缓冲窗口和双缓冲窗口的区别：

• 单缓冲窗口 所有的绘图命令都是在显示窗口上执行的；
• 双缓冲窗口 绘图命令实际上是在一个屏幕之外的缓冲区中执行的，然后快速执行交换，在窗口上显示。这种方法常常用于产生动画效果。详见双缓冲；

两种颜色模式：

• RGBA颜色模式 表示指定的颜色是通过单独的红、绿、蓝和alpha成分的强度所确定。
• 颜色索引模式 通过在调色板中使用一个索引值来制定颜色（已过时）。

GLUT_DEPTH位标志将一个深度缓冲区分配为显示的一部分，因此我们能够执行深度测试。同样，GLUT_STENCIL确保我们也会有一个可用的模板缓冲区。

接下来，我们要告诉GLUT窗口的大小，并继续创建以“Triangle”为标题窗口。

glutInitWindowSize(800, 600);
glutCreateWindow("Triangle");

GLUT内部运行一个本地消息循环，拦截适当的消息，然后调用我们为不同时间注册的回调函数。与使用真正的系统特定框架相比有一定的局限性，但是大大简化了组织并运行一个程序的过程，并且支持一个演示框架的最低限度的事件。在这里，我们必须为窗口改变大小而设置一个回调函数，以便能够设置视点，还要注册一个函数以包含OpenGL渲染代码。

glutReshapeFunc(ChangeSize);
glutDisplayFunc(RenderScene);

ChangeSize 和 RenderScene 函数很快就会讲到，但是在开始运行主消息循环之前，还要解决两件事情。第一件事情就是初始化GLEW库。重新调用GLEW库初始化OpenGL驱动程序中所有丢失的入口点，以确保OpenGL API对我们来说完全可用。调用 glewInit 一次就能完成这一步，在试图做任何渲染之前，还要检查确定驱动程序的初始化过程中没有出现任何问题。

GLenum err = glewInit();
if (GLEW_OK != err) {
  fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
  return 1;
 }

最后一项准备工作就是调用 SetupRC。

SetupRC();

在这个函数中，我们将执行渲染之前应该完成的所有OpenGL初始化工作。许多OpenGL状态只需要设置一次。当我们每次对一个帧（一个充满图形的屏幕）进行渲染时，这些状态并不需要进行重新设置。

最后一个GLUT函数调用出现在程序的最后。

glutMainLoop();

这个函数启动了GLUT框架的运行，定义了用于屏幕显示的回调函数和其他函数之后，就可以放下GLUT了。 glutMainLoop 函数一经调用便不再返回，直到程序终止。因此，它在应用程序中只能调用一次。这个函数处理所有操作系统特定的消息、击键等事件，直到程序终止。

由于在不同环境下窗口的大小变化的检测和处理方式也不同，GLUT库为此专门提供了 glutReshapeFunc 函数，这个函数注册了一个回调，供GLUT库在窗口维度改变时调用。我们传递到 glutReshapeFunc 的函数原型如下：

void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h);

我们选择ChangeSize作为这个函数的名称，在以后的例子里，我们将沿用这个名称。当窗口大小发生改变时，ChangeSize函数将接收到新的宽度和高度信息。我们使用x这个信息来修改我们的目标坐标系统，使之映射到真实的屏幕坐标。这个任务是在两个OpenGL函数的帮助下完成的： glViewport 和 glOrtho 。

为了理解视口定义是如何实现的，让我们仔细观察ChangeSize函数。它首先调用 glViewport 函数，而窗口的宽度和高度则作为它的参数。

void glViewport(GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height);

x和y参数指定了窗口内部视口的左下角，width和height参数指定了视口的大小（以像素为单位）。通常，x和y都是0,但我们可以使用视口，在一个窗口的不同区域中渲染多个图形。视口 以实际屏幕坐标定义了窗口中的区域 ，OpenGL可以在这个区域中进行绘图。随后，当前的裁剪区域被映射到新的视口。如果指定了一个比窗口坐标更小的视口，则渲染区域就会缩小。

 +  +-------------------------+          +  +-------------------------+
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 |  |                         |          |  |                         |
 |  | glViewport(0,0,250,250) |          |  | glViewport(0,0,250,250) |
 +  |                         |          +  |                         |
250 |                         |         250 +-----125----+            |
 +  |                         |          +  |            |            |
 |  |                         |          |  |            |            |
 |  |                         |          |  |          125            |
 |  |                         |          |  |            |            |
 |  |                         |          |  |            |            |
 +  +-------------------------+          +  +-----------+-------------+
    --------- 250 -------------             --------- 250 -------------

在开始main函数中的GLUT主循环之前，我们先调用SetupRC函数。这时我们要为程序做一些一次性的设置。首先要做的就是通过以下调用来设置背景颜色。

glClearColor(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f );

这个函数设置用来进行窗口清除的颜色，它的函数原型如下所示。

glClearColor(GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);   

在大多数OpenGL实现下，GLclampf都被定义为一个浮点值。每个参数都包含最终颜色所要求的这种颜色分量的权值。这个函数不会立即清除背景，而是设置在以后颜色缓冲区被清除（可能是重复的）时使用的颜色。

GLShaderManager shaderManager;

shaderManager.InitializeStockShaders();    

// Load up a triangle
GLfloat vVerts[] = { -0.5f, 0.0f, 0.0f, 
                     0.5f, 0.0f, 0.0f,
                     0.0f, 0.5f, 0.0f };

GLBatch triangleBatch;    

triangleBatch.Begin(GL_TRIANGLES, 3);
triangleBatch.CopyVertexData3f(vVerts);
triangleBatch.End();

最后，我们终于可以真正开始渲染了！

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

GLfloat vRed[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_IDENTITY, vRed);
triangleBatch.Draw();

glutSwapBuffers();