一、tao.Opengl技術(shù)簡(jiǎn)介

　　Opengl是一種C風(fēng)格的圖形庫(kù)，即opengl中沒有類和對(duì)象，只有大量的函數(shù)。Opengl在內(nèi)部就是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，利用不同的函數(shù)來修改opengl狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)，以達(dá)到需要的效果。

　　Tao框架是C#使用Opengl的一種圖形庫(kù)，其他可供C#使用的圖形庫(kù)有諸如Sharpgl等。Tao框架包含了許多C庫(kù)，如表1。Tao庫(kù)結(jié)合了C#語(yǔ)言的特點(diǎn)，使得在使用Tao庫(kù)時(shí)更加方便。

?	庫(kù)	用途
1?????? ?	Tao.OpenAl	豐富的音頻庫(kù)
2?????? ?	Tao.OpenGl	即可使用的圖形庫(kù)
3?????? ?	Tao.Sdl	Simple DirectMedia Layer，2D庫(kù)
4?????? ?	Tao.Platform.Windows	支持通過Windows.Forms使用OpenGl
5?????? ?	Tao.PhysFs	一個(gè)I/o包裝器，支持游戲資源存檔等
6?????? ?	Tao.FreeGlut	Opengl實(shí)用程序工具包是一組包裝器，用于設(shè)置Opengl程序和一些繪圖例程
7?????? ?	Tao.Ode	全稱是Open Dynamics Engine是在游戲中使用的一個(gè)實(shí)時(shí)物理引擎
8?????? ?	Tao.Glfw	OpenGl Framework可在不同平臺(tái)使用的輕量級(jí)包裝類
9?????? ?	Tao.DevIL	將各種不同格式的圖片（bmp、tif等）加載到Opengl
10??? ?	Tao.Cg	高級(jí)著色語(yǔ)言工具
11??? ?	Tao.Lua	Lua是游戲界最常用的腳本語(yǔ)言
12??? ?	Tao.FreeType	字體包
13??? ?	Tao.FFmpeg	主要用于播放視頻

?表1 Tao庫(kù)

二、C# Form類

　　窗體是程序與用戶交互的可視界面，窗體也是一個(gè)對(duì)象，窗體類定義了生成窗體的模版，實(shí)例化一個(gè)窗體類就產(chǎn)生了一個(gè)窗體。.NET框架類庫(kù)的System.Windows.Forms命名空間中定義的Form類是所有窗體類的基類。

2.1 其主要屬性包括窗前名稱、圖標(biāo)、其實(shí)位置、背景。
　　1. Name：用來獲取或設(shè)置窗體的名稱，在應(yīng)用程序中可通過Name屬性來引用窗體。
　　2. StartPosition：用來獲取或設(shè)置運(yùn)行時(shí)窗體的起始位置。
　　3. AutoScroll：用來獲取或設(shè)置是否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滾動(dòng)。
　　4. Visible：用于獲取或設(shè)置一個(gè)值，該值指示是否顯示該窗體或控件。值為true時(shí)顯示窗體或控件，為false時(shí)不顯示。
2.2 窗體常用的方法包括：
　　1. Show()，該方法的作用是讓窗體顯示出來。
　　2. Refresh()，該方法的作用是刷新并重畫窗體。
　　3. Close()，該方法的作用是關(guān)閉窗體。
2.3 窗體的主要事件包括：
　　1. Load事件：該事件在窗體加載到內(nèi)存時(shí)發(fā)生，即在第一次顯示窗體前發(fā)生。
　　2. Activated事件：該事件在窗體激活時(shí)發(fā)生。
　　3. Deactivate事件：該事件在窗體失去焦點(diǎn)成為不活動(dòng)窗體時(shí)發(fā)生。
　　4. Resize事件：該事件在改變窗體大小時(shí)發(fā)生。
　　5. Paint事件：該事件在重繪窗體時(shí)發(fā)生。
　　6. Click事件：該事件在用戶單擊窗體時(shí)發(fā)生。
　　7. Closed事件：該事件在窗體關(guān)閉時(shí)發(fā)生。

三、SimpleOpenglControl應(yīng)用

　　在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)Tao.Platform.Windows中定義的SimpleOpenglControl類，其定義了幾乎所有的Opengl主要繪圖函數(shù)，包括場(chǎng)景初始化函數(shù)、場(chǎng)景繪制渲染函數(shù)、雙緩存交換函數(shù)、重繪函數(shù)、窗口大小改變等等。在Form的派生類中添加一個(gè)內(nèi)部的simpleOpenglControl類，就能使用它的所有屬性和方法。

?????? 從關(guān)系圖中可以看出模型類可以分為兩部分，模型繪制和模型展示。模型繪制需要調(diào)用Tao.Opengl庫(kù)的函數(shù)，并且渲染模型；模型展示則需要利用Form類和simpleOpenglControl類來實(shí)現(xiàn)。具體過程如下：

1）首先simpleOpenglControl類對(duì)象加載Load事件和SizeChanged事件；

2）然后在初始化函數(shù)中加載FormLoad事件；

3）最后simpleOpenglControl類對(duì)象加載Paint事件，實(shí)現(xiàn)重繪；

4）利用設(shè)置的timer事件來實(shí)現(xiàn)定期更新重繪模型。

?四、Opengl繪制函數(shù)

Opengl實(shí)際上是一個(gè)C庫(kù)函數(shù)，即沒有類或?qū)ο?#xff0c;Tao庫(kù)實(shí)際上是將所有函數(shù)封裝在了不同的類中，如OpenGl類，SimpleOpenglControl類等等。在建模過程中使用的主要的函數(shù)如表2所示。

函數(shù)名稱	主要用途
glPushMatrix()	將當(dāng)前矩陣保存如棧頂，保證在其中運(yùn)行的縮放、平移等變換不影響其他矩陣
glPopMatrix()	與glPushMatrix相對(duì)應(yīng)，將當(dāng)前矩陣彈出棧頂，兩者需一起出現(xiàn)
glRotated()	將相乘旋轉(zhuǎn)矩陣的當(dāng)前的矩陣，參數(shù)包括旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)中心
glScaled()	縮放函數(shù)，參數(shù)是xyz方向上的縮放比
glTranslated()	平移函數(shù)，參數(shù)為xyz方向上的平移大小
glEnable()	啟用相關(guān)功能函數(shù)，功能由參數(shù)決定，如畫虛線等
glDisable()	關(guān)閉相關(guān)功能函數(shù)，一般與glEnable一起出現(xiàn)
glLineWidth()	用于指定繪制線段的像素寬度，參數(shù)為像素大小
glColor3d()	用于指定RGB顏色，參數(shù)為RGB值
glVertex3d()	用于指定三維頂點(diǎn)，參數(shù)為三維頂點(diǎn)值
glBegin()	繪圖初始化函數(shù)，參數(shù)一般包括繪制頂點(diǎn)模式、線段模式等
glEnd()	與glBegin一起使用，在兩者之間繪制圖形
glViewPort()	用于確定打開窗口的坐標(biāo)范圍
glClearColor()	清除窗口顏色
glLoadIndentity()	重置當(dāng)前指定的矩陣為單位矩陣
glMatrixMode()	指定哪一個(gè)矩陣是當(dāng)前矩陣
glOrtho()	glOrtho函數(shù)是將當(dāng)前的可視空間設(shè)置為正投影空間
gluLookat()	視點(diǎn)轉(zhuǎn)換函數(shù)，參數(shù)包括視點(diǎn)位置，視點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的物體在世界坐標(biāo)的位置和視點(diǎn)向上的方向在世界坐標(biāo)中的方向

表2 主要建模函數(shù)

實(shí)例

OpenGL作為一種圖形學(xué)編程接口已經(jīng)非常流行， 雖然在大型游戲方面DirectX有一定的市場(chǎng)占有率， 但由于OpenGL的開放性，可移植性等優(yōu)點(diǎn)，OpenGL已經(jīng)成了一種圖形學(xué)方面的標(biāo)準(zhǔn)。

（1）Python的 pyOpenGL；

（2）C#的OpenTK(包括OpenAL， OpenGL， OpenCL)； tao C#綁定；

（3）JavaScript：WebGL
等等。 這樣我們就可以利用自己熟悉的語(yǔ)言來編寫OpenGL的圖形程序了。

（值得注意的是：每個(gè)不同的綁定基本都包括了 gl 庫(kù)[OpenGL的核心函數(shù)庫(kù)]， glu庫(kù)[實(shí)用函數(shù)庫(kù)]， glut庫(kù)[實(shí)用工具箱] 等等）

OpenGL support libraries

• GLU?– Some additional functions for OpenGL programs.
• GLUT?– The OpenGL utility toolkit. Defunct.
• freeglut?–?Open source?alternative to GLUT
• GLUI?– a?GUI?toolkit made with GLUT
• GLFW - A modern alternative to GLUT and FreeGLUT.
• GLee?– The OpenGL Easy Extension library.
• GLEW?– The OpenGL Extension Wrangler Library.
• GLM?– C++ mathematics toolkit for OpenGL based on the GLSL specification.
• JOGL?– Java bindings for OpenGL API.

本人常用的語(yǔ)言是C#和Python， 最后選了C#的tao作為編程環(huán)境。

1. 如何配置綁定：

首先下載tao庫(kù)：?http://www.taoframework.com

然后安裝到自己熟悉的目錄。

2. 如何導(dǎo)入所需的庫(kù)：

新建C#控制臺(tái)項(xiàng)目，導(dǎo)入剛才安裝的程序目錄 bin下的： Tao.OpenGL.dll, Tao.FreeGlut.dll, Tao.Platform.Windows.dll.

然后在 .cs 文件開頭加入：

using Tao.OpenGl;
using Tao.FreeGlut;
using Tao.Platform.Windows;

3. 編程示例：

寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序：

1 using System.Collections.Generic;2 using System.Linq;3 using System.Text;4 5 using Tao.OpenGl;6 using Tao.FreeGlut;7 using Tao.Platform.Windows;8 9 class Program 10 { 11 static string title = "用 glRecti() 畫矩形"; 12 static void myInit( ) 13 { 14 // 設(shè)置屬性 15 Gl.glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 白色背景 16 Gl.glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); // 用紅色繪制圖形 17 18 // 建立視圖 19 Gl.glMatrixMode(Gl.GL_PROJECTION); 20 Gl.glLoadIdentity(); 21 Glu.gluOrtho2D(0.0, 600.0, 0.0, 600.0); 22 } 23 static void display() 24 { 25 Gl.glClear(Gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT); 26 Gl.glRecti(0, 0, 100, 120); 27 Gl.glFlush(); 28 } 29 static void Main(string[] args) 30 { 31 Glut.glutInit(); 32 Glut.glutInitDisplayMode(Glut.GLUT_RGBA | Glut.GLUT_SINGLE); 33 Glut.glutInitWindowPosition(400, 100); 34 Glut.glutInitWindowSize(600, 600); 35 Glut.glutCreateWindow(title); 36 37 myInit(); 38 Glut.glutDisplayFunc(display); 39 Glut.glutMainLoop(); 40 41 Console.ReadKey(); 42 } 43 }

運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)有問題， 缺少 FreeGlut.dll ， 怎么回事？不是已經(jīng)把庫(kù)導(dǎo)入了嗎？ Goolge一下， 還需要FreeGlut.dll 文件。

FreeGlut.dll 下載地址：http://www.transmissionzero.co.uk/software/freeglut-devel/

下載：freeglut 2.8.0 MSVC Package， 可能要比這個(gè)新。

然后將壓縮包中 bin 下的 freeglut.dll 復(fù)制到 windows目錄下。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#中使用tao.opengl绘制三维模型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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