OpenGL入门指南：从基础到进阶

"这是一份适合初学者的OpenGL学习资料，由清华大学出版，作者为林敬堯@NCHC。该资源被标记为经典的OpenGL文件，涵盖了OpenGL的基础知识和重要概念，包括OpenGL的介绍、基本图形元素、坐标转换、GLUT的更多应用、光照、选择与拾取、性能问题等。" 在深入探讨OpenGL的知识点之前，让我们先理解一下OpenGL是什么。OpenGL（Open Graphics Library）是一个开放标准的跨语言、跨平台的应用程序编程接口（API），用于生成2D和3D计算机图形。它独立于操作系统和硬件，提供了一个软件接口，让程序员可以直接与图形硬件进行交互。 1. **OpenGL的介绍**： OpenGL不仅仅是一个库，而是一个状态机。这意味着程序员通过调用OpenGL函数来设置其状态，这些状态将决定后续的绘图行为。例如，`glColor3f(0.f,0.f,1.f);` 设置了颜色为蓝色，`glEnable(GL_DEPTH_TEST);` 和 `glDisable(GL_DEPTH_TEST);` 分别启用了和禁用了深度测试，以处理隐藏面移除。 2. **基本图形元素**： OpenGL可以用来绘制点、线和多边形，这是构建复杂3D场景的基础。 3. **坐标转换**： OpenGL支持模型视图变换，允许开发者将物体从模型空间转换到视图空间，再到屏幕空间，实现视角调整和物体移动旋转。 4. **深度测试（隐藏面移除）**： 通过深度测试，OpenGL可以判断哪些像素在前，哪些在后，从而消除不可见的表面，提高图像的真实感。 5. **光照与着色**： OpenGL支持Gouraud着色，这是一种基于顶点的光照模型，通过插值计算像素级别的颜色，模拟物体表面的光照效果。 6. **纹理映射**： 纹理映射允许在几何形状上贴图，增加视觉细节，使3D对象看起来更真实。 7. **像素与片段操作**： 在OpenGL中，像素操作涉及到渲染后的像素处理，如混合、滤波和颜色校正，以及片段着色器的使用，这在现代GPU编程中尤为重要。 8. **OpenGL扩展**： OpenGL的扩展允许硬件供应商引入新功能，扩展API，以适应不断发展的硬件技术。每个供应商可能会有自己的特定扩展，增加了OpenGL的灵活性和适应性。 这个学习资料是初学者了解和掌握OpenGL的理想起点，它覆盖了从基础到进阶的主题，可以帮助读者逐步构建对3D图形编程的理解。通过深入学习和实践，读者可以开发出自己的2D和3D应用程序。