原生 Win32 API OpenGL 教程 - 第 1 部分
4.37/5 (7投票s)
原生 Win32 API OpenGL 教程 - 第 1 部分
引言
Code Project 论坛上一些用户提出的问题让我意识到，互联网上大多数 OpenGL 教程都已过时。许多教程都引用了旧的 NeHe 教程，而这些教程自 Jeff Molofee 将其网站的维护工作转交给 GameDev 后就再未更新。
自那时起，Visual Studio 2013 和 2015 已发布，Windows 7、8 和 10 也已发布。因此，似乎是时候至少尝试创建一些符合这些变化的入门教程了。
背景
我们的目标很简单——在 OpenGL 窗口中创建一个标准的旋转位图立方体。
自 Windows 98 以来的所有 Windows 版本都原生支持 OpenGL，你无需添加或进行任何操作。Windows 7、8 和 10 均自带 OpenGL 版本 3.3.0，但一些显卡制造商可能会通过其驱动程序安装将版本提升至 4.5。但你可以假定，任何当前的 Windows 机器上至少都有 OpenGL 版本 3.3。
人们尝试使用 NeHe 教程时遇到的第一个问题是 GLAUX 库已被弃用，在 Visual Studio 中或作为 Windows 的 DLL 都不再存在。原因是这些函数很容易被标准的 Win32 API 调用替代，在本系列文章中，我们将采用这种方法。我经常看到关于下载 GLAUX 的头文件和编译好的 DLL 的评论，但我们会避免这样做，因为它没有未来。
我将尝试采用 KISS（Keep It Simple Stupid，保持简单愚蠢）的方法，这种方法的一部分就是编程代码不包含对象或框架。这并非我不相信这类事物有价值，而是为了使代码尽可能简单，并服务于更广泛的受众。
代码使用了标准的 `<TChar.h>` 接口，因此可以在 Ansi、Unicode 和 Wide 字符模式下编译。我曾犹豫是否要这样做以遵循 KISS 原则，但觉得不这样做会限制编译模式和选项，尤其对非英语国家而言。由于只涉及将“char”类型替换为“TCHAR”以及在文本字符串周围添加一些 `_T` 语句，我认为这在理解上几乎没有损失。
Using the Code
首先，让我们看一下我们将使用的 OpenGL 窗口系统的伪代码，我们将这样使用它：
1.) Initialize OpenGL (Called Once)
2.) Scale the OpenGL viewPort (Initial Call)
repeat
3.) Draw the scene
4.) Transfer the scene to screen
until window closes
** Note Item 2) the scale process also gets called if the window changes size
采用这种方法的原因是它将使 OpenGL 部分更具灵活性，包括迁移到 MFC、WPF 等框架。
我使用的另一个概念是将所有 OpenGL 数据放入一个简单的结构体中，该结构体作为属性附加到窗口本身。在第一个教程中，人们可能会想为什么还要费力做这件事，因为使用普通的全局变量会很容易。原因在第二课中将变得显而易见，届时我们将有多个 OpenGL 窗口，然后在后续课程中会有更高级的多个视口。
这是第一个教程的 OpenGLData。渲染上下文将在未来的课程中始终存在，但所有其他数据将根据需要而变化。在我们的第一个教程中，我们将加载一个位图作为纹理（结构体中的 `gltexture`），将其放在立方体的侧面并旋转它（使用 `xrot`、`yrot` 进行旋转）。
typedef struct OpenGLData {
HGLRC Rc; // Our render context ** Always Needed
GLuint glTexture; // Our texture to draw
GLfloat xrot; // X Rotation
GLfloat yrot; // Y Rotation
} GLDATABASE;code blocks look like this
这个基本数据结构通过一个 `static` 定义的标签 `string` 使用 `SetProp` API 调用附加到窗口句柄，并在需要时通过 `GetProp` 调用检索。
在本教程中我们使用的标签属性是：
static const TCHAR* DATABASE_PROPERTY = _T("OurDataStructure");
这是创建和附加数据结构到窗口句柄的代码，我们使用：
GLDATABASE* db = (GLDATABASE*) malloc(sizeof(GLDATABASE)); // Allocate structure
db->Rc = InitGL(Wnd); // Initialize OpenGL hold render context
db->glTexture = 0; // Zero the texture
db->xrot = 0.0f; // Zero x rotation
db->yrot = 0.0f; // Zero y rotation
SetProp(Wnd, DATABASE_PROPERTY, (HANDLE) db); // Data structure to window property
任何时候，我们想访问数据，我们做一个简单的检索调用，如下所示：
GLDATABASE* db = (GLDATABASE*) GetProp(Wnd, DATABASE_PROPERTY); // Fetch the data structure
说了这么多，我们在本课中得到的是一个标准的窗口应用程序框架。当应用程序窗口创建时，`WM_CREATE` 将用于初始化 OpenGL 系统。返回的 `Render` 上下文将保存在我们的数据结构中。紧接着调用 `ReSizeGLScene` 来将 OpenGL 系统的初始大小设置为创建的窗口大小。
对于一个正常运行的窗口，我们只需要处理窗口的 `WM_PAINT` 消息，其代码如下：
case WM_PAINT: { // WM_PAINT MESSAGE
PAINTSTRUCT Ps;
GLDATABASE* db = (GLDATABASE*) GetProp(Wnd, DATABASE_PROPERTY); // Fetch the data base
BeginPaint(Wnd, &Ps); // Begin paint
DrawGLScene(db, Ps.hdc); // Draw the OpenGL scene
SwapBuffers(Ps.hdc); // Swap buffers
EndPaint(Wnd, &Ps); // End paint
return 0;
}
它以正常的 `BeginPaint` 调用开始，然后调用 OpenGL 将其场景绘制到其渲染上下文中。返回后，我们将渲染上下文交换到 `PaintStructure` 设备上下文中，这将 OpenGL 场景绘制到我们的窗口上。然后我们进行清理并退出。
这里的诀窍是渲染过程不是持续运行的，它只在提供 `WM_PAINT` 消息时发生，所以如果你想动画化某些内容，在更改后你需要提供 `WM_PAINT` 消息。当我们激活计时器时，它会改变旋转并使窗口无效，这正是创建 `WM_PAINT` 消息以使窗口重绘的操作。
这个过程非常适合构建 3D 对象编辑器之类的东西，但不适合需要快速连续场景渲染的快节奏游戏。在后续课程中，我们将处理这个问题并使用线程。
现在，运行程序，然后使用文件菜单选择加载位图，执行此操作后，您将看到类似以下内容：
现在启动计时器，你的立方体应该开始旋转，这样本课就完成了。好了，这是我们的第一个 OpenGL 教程，在标准的应用程序窗口中运行 OpenGL。
在下一课中，我们将通过一个 MDI 应用程序来进一步深入。
历史
- 版本 1.0：代码首次发布