京山游俠

使用Eclipse RCP進行桌面程序開發（一）：快速起步
使用Eclipse RCP進行桌面程序開發（二）：菜單、工具欄和對話框
使用Eclipse RCP進行桌面程序開發（三）：視圖和透視圖
使用Eclipse RCP進行桌面程序開發（四）：在Windows中使用Active X控件
使用Eclipse RCP進行桌面程序開發（五）：2D繪圖

看完這一篇，我們應該可以使用OpenGL繪制如下圖的場景了。該場景是一個旋轉的三菱錐矩陣，下面是旋轉到不同方位的截圖：






我整整花了一個星期的時間來研究SWT中的OpenGL，遇到的第一個困難是找不到傳說中的GL類和GLU類，最后，通過搜索引擎終于找到了，原來使用Eclipse進行OpenGL開發，還需要另外下載OpenGL插件，如下圖：


這里有OpenGL的類庫，還有一個示例，把類庫下載下來，解壓，放到Eclipse的Plugin目錄下，然后在我們的項目中添加依賴項，就可以看到我們需要使用的類了，如下圖：


我們需要對OpenGL編程的一些基本概念有點了解，在OpenGL中，3D場景不是直接繪制到操作系統的窗口上的，而是有一個稱為著色描述表（Rendering Context）的東西，我們這里簡稱它為context，OpenGL的繪圖命令都是在當前context上進行繪制，然后再把它渲染到操作系統的設備描述表（Device Context）上，這里，我們可以簡單的理解成把它渲染到窗口控件上（其實也可以渲染到全屏幕）。

在Windows中使用OpenGL編程比較麻煩，因為我們需要設置一個叫做象素格式的東西，大家只要看看下面的這段C代碼，就知道我為什么說它麻煩了：

static　PIXELFORMATDESCRIPTOR?pfd=　　　　　//pfd?告訴窗口我們所希望的東東
　　　　　{
　　　　　　　　　sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),　　　//上訴格式描述符的大小
　　　　　　　　　1,?　　　　　　　　　　　　　　　　?//?版本號
　　　　　　　　　PFD_DRAW_TO_WINDOW?|　　　　　　　　//?格式必須支持窗口
　　　　　　　　　PFD_SUPPORT_OPENGL?|　　　　　　　　//?格式必須支持OpenGL
　　　　　　　　　PFD_DOUBLEBUFFER,　　　　　　　　　?//?必須支持雙緩沖
　　　　　　　　　PFD_TYPE_RGBA,　　　　　　　　　　　//?申請?RGBA?格式
　　　　　　　　　bits,　　　　　　　　　　　　　　　?//?選定色彩深度
　　　　　　　　　0,?0,?0,?0,?0,?0,　　　　　　　　　?//?忽略的色彩位
　　　　　　　　　0,　　　　　　　　　　　　　　　　　//?無Alpha緩存
　　　　　　　　　0,　　　　　　　　　　　　　　　　　//?忽略Shift?Bit
　　　　　　　　　0,　　　　　　　　　　　　　　　　　//?無聚集緩存
　　　　　　　　　0,?0,?0,?0,　　　　　　　　　　　　?//?忽略聚集位
　　　　　　　　　16,　　　　　　　　　　　　　　　　?//?16位?Z-緩存?(深度緩存)?
　　　　　　　　　0,　　　　　　　　　　　　　　　　　//?無模板緩存
　　　　　　　　　0,　　　　　　　　　　　　　　　　　//?無輔助緩存
　　　　　　　　　PFD_MAIN_PLANE,　　　　　　　　　　?//?主繪圖層
　　　　　　　　　0,　　　　　　　　　　　　　　　　　//?保留
　　　　　　　　　0,?0,?0　　　　　　　　　　　　　　?//?忽略層遮罩
　　　　?};

在SWT中，我們開發OpenGL應用就要簡單得多，這全部要歸功于org.eclipse.swt.opengl包下面的GLCanvas類和GLData類，使用GLCanvas類可以直接創建一個用于OpenGL渲染的控件，至于設置象素格式這樣復雜的問題，它已經幫我們解決了，不信你看GLCanvas類的構造函數的實現。

GLCanvas類中的幾個方法代表了我一開始提到的OpenGL的幾個基本概念，setCurrent()方法就是為了把該控件的context設置為OpenGL的當前著色描述表，然后使用GL和GLU類中的方法在當前context上進行繪圖，繪制完圖形以后，再使用GLCanvas類的swapBuffers()方法交換緩沖區，也就是把context中的3D場景渲染到控件上。

寫到這里，大家肯定認為一切問題都應該迎刃而解了，然而，我卻碰到了另外一個困難，這個困難就是SWT的OpenGL表現怪異，怎么個怪異呢？請看下面視圖類的代碼：
按道理，我們應該可以得到一個經典的3D的黑色場景，但是，我得到的卻是這樣的效果：


相當的郁悶啊，就是這個問題困擾了我至少一個星期。我把官方網站上的示例看了有看，就是找不到問題的關鍵所在。直到最后，我用了另外一個線程，每100ms都調用canvas.swapBuffers()把場景渲染一遍問題才解決。由此可見，之所以回出現上面的問題，主要是因為我們渲染的場景很快會被操作系統的其他繪圖操作所覆蓋，只有不斷的渲染我們才能看到連續的3D圖形。

我是這樣實現讓3D場景連續渲染的：

Refresher類的代碼如下：

問題解決，得到的效果圖如下：


OK，下面的任務就是完完全全的使用OpenGL的繪圖功能了，不管你的OpenGL教材使用的是什么操作系統什么編程語言，你都能很簡單的把它的概念拿到這里來使用。

使用OpenGL的第一件事，就是要設置投影矩陣、透視圖和觀察者矩陣，如果你不知道為什么要這么做，請查看OpenGL的基礎教材，在這里，照搬就行了。為了讓我們的控件在每次改變大小的時候都能夠做這些設置，我們使用事件監聽器，如下：


調用glLoadIdentity()之后，實際上將當前點移到了屏幕中心，X坐標軸從左至右，Y坐標軸從下至上，Z坐標軸從里至外。OpenGL屏幕中心的坐標值是X和Y軸上的0.0f點。中心左面的坐標值是負值，右面是正值。移向屏幕頂端是正值，移向屏幕底端是負值。移入屏幕深處是負值，移出屏幕則是正值。

glTranslatef(x, y, z)是將當前點沿著X，Y和Z軸移動，當我們繪圖的時候，不是相對于屏幕中間，而是相對于當前點。

glBegin(GL.GL_TRIANGLES)的意思是開始繪制三角形，glEnd()告訴OpenGL三角形已經創建好了。通常當我們需要畫3個頂點時，可以使用GL_TRIANGLES。在絕大多數的顯卡上，繪制三角形是相當快速的。如果要畫四個頂點，使用GL_QUADS的話會更方便。但據我所知，絕大多數的顯卡都使用三角形來為對象著色。最后，如果想要畫更多的頂點時，可以使用GL_POLYGON。

glVertex(x,y,z)用來設置頂點，如果繪制三角形，這些頂點需要三個一組，如果繪制四邊形，則是四個為一組。如果我們要為頂點著色，就需要glColor3f(r,g,b)方法，記住，每次設置以后，這個顏色就是當前顏色，直到再次調用該方法重新設置為止。

最后需要介紹的是glRotatef(Angle,Xvector,Yvector,Zvector)方法，該方法負責讓對象圍繞指定的軸旋轉，Angle參數指轉動的角度，注意是浮點數哦。

下面是我的視圖類的全部代碼，我把3D繪圖的任務全部放到了另外一個線程中，并且定義了一個遞歸方法public void drawPyramid(float x, float y, float z, int n)用來繪制三菱錐矩陣。如下：

package?cn.blogjava.youxia.views;

import?org.eclipse.opengl.GL;
import?org.eclipse.opengl.GLU;
import?org.eclipse.swt.events.ControlAdapter;
import?org.eclipse.swt.events.ControlEvent;
import?org.eclipse.swt.events.DisposeEvent;
import?org.eclipse.swt.events.DisposeListener;
import?org.eclipse.swt.graphics.Rectangle;
import?org.eclipse.swt.opengl.GLData;
import?org.eclipse.swt.widgets.Composite;
import?org.eclipse.ui.part.ViewPart;
import?org.eclipse.swt.opengl.GLCanvas;
import?org.eclipse.swt.SWT;

public?class?OpenGLView?extends?ViewPart?{

????GLCanvas?canvas;
????@Override
????public?void?createPartControl(Composite?parent)?{
????????//?TODO?自動生成方法存根
????????GLData?data?=?new?GLData();
????????data.depthSize?=?1;
????????data.doubleBuffer?=?true;
????????canvas?=?new?GLCanvas(parent,?SWT.NO_BACKGROUND,?data);
????????canvas.addControlListener(new?ControlAdapter()?{
????????????public?void?controlResized(ControlEvent?e)?{
????????????????Rectangle?rect?=?canvas.getClientArea();
????????????????GL.glViewport(0,?0,?rect.width,?rect.height);
????????????????
????????????????//選擇投影矩陣
????????????????GL.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
????????????????//重置投影矩陣
????????????????GL.glLoadIdentity();
????????????????//設置窗口比例和透視圖
????????????????GLU.gluPerspective(45.0f,?(float)?rect.width?/?(float)?rect.height,?0.1f,?100.0f);
????????????????//選擇模型觀察矩陣
????????????????GL.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
????????????????//重置模型觀察矩陣
????????????????GL.glLoadIdentity();
????????????????
????????????????//黑色背景
????????????????GL.glClearColor(0.0f,?0.0f,?0.0f,?0.0f);
????????????????//設置深度緩存
????????????????GL.glClearDepth(1.0f);
????????????????//啟動深度測試
????????????????GL.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
????????????????//選擇深度測試類型
????????????????GL.glDepthFunc(GL.GL_LESS);
????????????????//啟用陰影平滑
????????????????GL.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
????????????????//精細修正透視圖
????????????????GL.glHint(GL.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT,?GL.GL_NICEST);
????????????????//清除屏幕和深度緩存
????????????????GL.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT?|?GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
????????????????//重置當前的模型觀察矩陣
????????????????GL.glLoadIdentity();
????????????}
????????});??
????????canvas.addDisposeListener(new?DisposeListener()?{
????????????public?void?widgetDisposed(DisposeEvent?e)?{
????????????????dispose();
????????????}
????????});
????????/**//*
????????
????????*/
????????
????????
????????Refresher?rf?=?new?Refresher(canvas);
????????rf.run();
????}

????@Override
????public?void?setFocus()?{
????????//?TODO?自動生成方法存根

????}

}

class?Refresher?implements?Runnable?{
????public?static?final?int?DELAY?=?100;
????
????private?GLCanvas?canvas;
????private?float?rotate?=?0.0f;
????
????public?Refresher(GLCanvas?canvas)?{
????????this.canvas?=?canvas;
????}
????
????public?void?run()?{
????????if?(this.canvas?!=?null?&&?!this.canvas.isDisposed())?{
????????????if(!canvas.isCurrent()){
????????????????canvas.setCurrent();
????????????}
????????????//這里添加OpenGL繪圖代碼
????????????GL.glLoadIdentity();
????????????GL.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT?|?GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
????????????GL.glTranslatef(0,?4.5f,?-11);
????????????//圍繞y軸轉起來
????????????rotate?+=?0.5;
????????????GL.glRotatef(rotate,?0,?1.0f,?0);
????????????//調用遞歸函數，繪制三菱錐矩陣
????????????drawPyramid(0,0,0,4);
????????????canvas.swapBuffers();
????????????this.canvas.getDisplay().timerExec(DELAY,?this);
????????}
????}
????????
????????public?void?drawPyramid(float?x,?float?y,?float?z,?int?n){
????????????if(n?==?0)return;
????????????//畫一個三菱錐
????????????GL.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
????????????????//畫背面
????????????????GL.glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x,?y,?z);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(x+1.0f,y-1.63f,z-0.57f);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x-1.0f,y-1.63f,z-0.57f);
????????????????//畫底面
????????????????GL.glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x,y-1.63f,z+1.15f);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(x-1.0f,y-1.63f,z-0.57f);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x+1.0f,y-1.63f,z-0.57f);
????????????????//畫左側面
????????????????GL.glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x,y,z);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(x-1.0f,y-1.63f,z-0.57f);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x,y-1.63f,z+1.15f);
????????????????//畫右側面
????????????????GL.glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x,y,z);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);
????????????????GL.glVertex3f(x,y-1.63f,z+1.15f);
????????????????GL.glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);
????????????????GL.glVertex3f(?x+1.0f,y-1.63f,z-0.57f);
????????????GL.glEnd();
????????????//遞歸調用，畫多個三菱錐
????????????drawPyramid(x,y-1.63f,z+1.15f,n-1);
????????????drawPyramid(x-1.0f,y-1.63f,z-0.57f,n-1);
????????????drawPyramid(x+1.0f,y-1.63f,z-0.57f,n-1);
????????}
}