QT 下opengl （認(rèn)識(shí)）

雖然Qt不以效率著稱，但是事實(shí)上有足夠的優(yōu)化，最最典型的就是默認(rèn)的圖形雙緩沖，按照Windows下的編程慣例是需要手動(dòng)開啟，并通過額外的接口調(diào)用才能使用的，這一點(diǎn)在以前簡單圖形編程學(xué)習(xí)時(shí)比較過Qt，Win32 GDI時(shí)感受特別深刻，在沒有額外處理的時(shí)候，Win32動(dòng)畫程序那個(gè)閃阿，而Qt程序非常穩(wěn)定。事實(shí)上，我想，Qt的其他問題比效率嚴(yán)重多了，比如個(gè)人感覺Qt程序在Windows下刷新的感知明顯沒有Windows原生程序快，這點(diǎn)倒是值得改進(jìn)。
OpenGL只處理與3D圖形的繪制，基本上不提供創(chuàng)建用戶界面的功能，所以為OpenGL應(yīng)用程序創(chuàng)建用戶界面必須使用其它的圖形工其包（如Motif、MFC等）。而Qt的OpenGL模塊很好的解決了這個(gè)問題，它提供了一個(gè)繼承自Qwidget的OpenGL部件類QGLWidget，使得該部件類能夠像Qt其它部件那樣使用，還可以在繪制窗口部件時(shí)直接使用OpenGL的API接口。在Qt中為OpenGL提供支持的類主要有以下幾個(gè)：

• QGLWidget：用于渲染OpenGL場(chǎng)景的易于使用的Qt部件。

• QGLColormap：用于在QGLWidget中安裝用戶自定義的顏×××。

• QGLContext：封裝了用于OpenGL渲染的場(chǎng)景。

• QGLFormat：指定OpenGL演染場(chǎng)景的顯示模式。

• QGLFrameBufferObject和QGLPixelBuffer分別提供了對(duì)GL幀緩沖對(duì)象和GL像素緩沖的支持。

• QGLPaintEngine：QPaintEngine的派生類，為QPainter提供了OpenGL繪圖引擎。

• initializeGL() 注冊(cè)函數(shù)，在此設(shè)置GL的渲染繪制屬性、定義顯示列表、載入固定紋理等初始化工作。在initializeGL()在調(diào)用paintGL()之前只被調(diào)用一次，之后不再調(diào)用。

• paintGL() 繪制函數(shù)，在此使用OpenGL中的接口進(jìn)行場(chǎng)景繪制，QGLWidget的paintEvent( QPaintEvent* )將會(huì)自動(dòng)調(diào)用 paintGL()進(jìn)行部件的顯示繪制。也可在需要重繪時(shí)通過updateGL()時(shí)調(diào)用paintGL()。

• resizeGL() 該函數(shù)用于處理當(dāng)部件大小發(fā)生改變時(shí)，對(duì)OpenGL繪圖管線各矩陣需要進(jìn)行的操作。該函數(shù)paintGL()第一次調(diào)用之前，initializeGL()調(diào)用之后被第一次被調(diào)用， 之后每當(dāng)QGLWidget的不見大小發(fā)生改變時(shí)，都將調(diào)用該函數(shù)來對(duì)視圖、投影矩陣等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

學(xué)習(xí)OpenGL很久了，也是時(shí)候在Qt的框架下感受一下OpenGL了，這也是學(xué)習(xí)OpenGL的好處，學(xué)習(xí)D3D的話就沒有這么Happy了，事實(shí)上這也導(dǎo)致我老實(shí)東學(xué)西學(xué)-_-!真不知是好是壞。。。只是作為程序員的感覺，要是世界只剩下Windows，那么實(shí)在失去了太多的色彩。

這樣就完成了一個(gè)利用OpenGL繪制矩形的任務(wù)，paintGL中調(diào)用的完全是普通的OpenGL函數(shù)，一如我們學(xué)過的普通OpenGL函數(shù)，沒有區(qū)別。其中最主要的代碼就在OpenGL::paintGL()中，這一點(diǎn)需要額外注意，那就是此處與普通的Qt程序是不同的，普通的Qt程序?qū)⒅乩L的工作放在paintEvent中進(jìn)行，但是，可以想像的是，其實(shí)paintGL不過是QGLWidget中paintEvent中調(diào)用的一個(gè)虛接口，Qt可以在外面做好足夠的OpenGL準(zhǔn)備工作。initializeGL，resizeGL，paintGL 3個(gè)額外的虛接口就構(gòu)成了一個(gè)簡單但是強(qiáng)大的OpenGL框架，一如GLUT抽象出的框架及我在Win32 OpenGL學(xué)習(xí)時(shí)建立的框架一樣，知道這些以后，可以將OpenGL在Qt中的編程分成兩個(gè)部分，一個(gè)部分就是由initializeGL，resizeGL，paintGL三個(gè)虛接口構(gòu)成的OpenGL的領(lǐng)域，我們可以在其中進(jìn)行我們習(xí)慣的OpenGL操作，而程序的輸入等其他GUI相關(guān)的處理則還是交由Qt原來的框架去完成。

OpenGL從Win32到Qt

實(shí)際上，在進(jìn)行二維圖形的繪制中，完全可以不使用OpenGL的原生接口而使用更為方便的QPainter。QPainter只是個(gè)API，實(shí)際的渲染是由QPaintEngine來執(zhí)行的。Qt自帶有QGLPaintEngine，為QPainter提供了OpenGL后臺(tái)。在QGLWidget基礎(chǔ)上創(chuàng)建的QPainter，自動(dòng)將QGLPaintEngine作為繪畫引擎。這樣，任何使用此QPainter類型繪制的2D圖形都會(huì)自動(dòng)解析至OpenGL，間接以GL的原生接口來實(shí)現(xiàn)二維圖形的繪制。使用QPainter而不是OpenGL命令的優(yōu)勢(shì)是可輕易將渲染在平臺(tái)默認(rèn)引擎和OpenGL之間切換。這樣不僅可以充分利用二者各自的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可以直接使用Qt二維繪圖系統(tǒng)所提供的眾多高級(jí)功能。

Qt 提供了QtOpenGL模塊來支持三維圖形功能的OpenGL模塊。在使用QtOpengl模塊時(shí)，必須在對(duì)應(yīng)的工程文件（*.pro）中加入:

QT += opengl

來聲明使用QtOpengl模塊，以便 qmake 在利用*.pro生成編譯器所需的makefile時(shí)添加所需的opengl庫。

在Qt下使用創(chuàng)建Opengl繪圖組件主要通過繼承QGLWidget并重現(xiàn)相關(guān)繪制函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，QGLWidget派生自QWidget,故絕大多數(shù)情況下QGLWidget可以像QWidget一樣使用，只是使用OpenGL的函數(shù)替代QPainter實(shí)現(xiàn)繪制。通常通過子類化QGLWidget來實(shí)現(xiàn)OpenGL的使用，QGLWidget提供了三個(gè)虛函數(shù)用以重載來實(shí)現(xiàn)OpenGL的繪制：

可在任何需要刷新場(chǎng)景繪制的地方通過調(diào)用updateGL()來通知OpenGL進(jìn)行重繪，但updateGL()自身不用實(shí)現(xiàn)。與QWidget相同，鼠標(biāo)和鍵盤事件是通過mousePressEvent()和keyPressEvent()等事件處理函數(shù)進(jìn)行處理的。要?jiǎng)?chuàng)建動(dòng)畫，只需啟動(dòng)QTimer，然后調(diào)用updateGL()。但應(yīng)注意，如果需要在QGLWidget派生類之外的其他函數(shù)中進(jìn)行paintGL()相同功能的繪制，需要先使用makeCurrent()接口將后面繪制的上下文對(duì)象(Context)標(biāo)記為當(dāng)前上下文對(duì)象(Current Context)。

如果本地OpenGL支持疊置繪制（Overlay Paint）（windows的WGL和X11的GLX都支持）QGLWidget還可以通過與前述類似的initializeOverlayGL()、resizeOverlayGL()、 paintOverlayGL()和updateOverlayGL()進(jìn)行疊置層的繪制。makeoverlayCurrent()函數(shù)可以用于將疊置標(biāo)記為當(dāng)前上下文對(duì)象．

除了對(duì)OpenGL原生接口的支持，QGLWidget還為OpenGL在多個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行了淺層封裝。Qt提供加載圖像并將其與紋理綁定的使用功能?？墒褂?nbsp;GLuint bindTexture(Qp_w_picpath&, GLenum target, GLint format, QGLContext::BindOptions)等接口將圖像與所申請(qǐng)的OpenGL紋理索引進(jìn)行綁定，并使用 deleteTexture ( GLuint id )來刪除已申請(qǐng)的紋理索引。Qt在內(nèi)部對(duì)己與紋理綁定的像素圖／圖像進(jìn)行跟蹤，這樣就可在使用相同的圖像文件或像素圖時(shí)重新使用紋理。由于QImage是獨(dú)立于硬件的，因此可以在另一個(gè)線程中對(duì)紋理圖片進(jìn)行繪制，在繪制完成之后再載入OpenGL中作為紋理，而不需要OpenGL渲染線程中處理，因此可以很大幅度提高OpenGL繪圖部件的響應(yīng)速度。

Qt還提供了在OpenGL三維繪圖場(chǎng)景中任意三維位置處按照給定的QFont字體格式繪制任意字符（包漢字等非ASCII碼字符），大大簡化了在三維場(chǎng)景中繪制字符的操作