使用面向对象方法封装OpenGL函数（一）

OpenGL是一个开源的图形库，既可开发二维图形软件，也可开发三维图形软件。许多知名应用就是基于OpenGL开发出来，如著名的Artoolkit和Unity3D。

GLUT是代表OpenGL应用工具包，英文全称为OpenGL Utility Toolkit，是一个和窗口系统无关的软件包，它由Mark Kilgard在SGI时写的。作为AUX库的功能更强大的替代品，用于隐藏不同窗口系统API的复杂性。（百度百科）

因为OpenGL的API是底层图形库API，使用起来还是有些复杂，所以，我打算使用面向对象的方法将OpenGL和GLUT库的函数封装成一个图形类库，顺便学习一下计算机图形学（这学期的课）的基础知识以及面向对象的编程方法。懂了这些底层的东西，对理解Unity3D这样的游戏引擎也有好处。

使用的是GLUT，所以只实现了一些简单的功能，以后慢慢扩展，这只是（一）。

虽然是使用C++来编写类库，但还是融入了一点Java的东西，比如，类库中的所有类都是Object的子类（用于实现多态）。

/********************************************************************文件名：Object.h*功能：声明Object类，此类是GL类库里所有类的父类（即Java中的那个Object）********************************************************************/#ifndef _OBJECT_H_#define _OBJECT_H_#include <string>using std::string;#include <iostream>using std::cout;using std::cin;using std::endl;/*类声明*/class Object{public://默认构造函数Object() {className = "Object";}//返回类名virtual string toString(){return this->className;}//显示界面virtual void show() {//虚函数，留待继承，以实现多态}//创造对象virtual void create(){}//删除对象virtual void destory() {}protected:string className;//类名};#endif

然后是一个Window类，就是窗口（以前学MFC等语言时，最怕的就是API和可选择解决方案多，所以我在这里只写了少数几个函数，毕竟只是为了学习）/***********************************************************文件名：Window.h*功能：封装了窗口操作的Window类***********************************************************/#ifndef _WINDOW_H_#define _WINDOW_H_#include "Object.h"#include "OpenGL\glut.h"#include <vector>using std::vector;class Window : protected Object {public://默认构造函数Window();//输入窗口名的构造函数Window(string title);//同时设置窗口名称、位置和大小的构造函数Window(string title, int x, int y, int width, int height);//显示界面void show();//创建窗口void create();//添加组件，在窗口显示时会依次在窗口里显示出来void add(Object* object);//删除对象void destory();private:string title;//窗口标题int xPosition, yPosition;//窗口坐标int width, height;//窗口大小vector<Object*> objectVector;//初始化函数void init(){this->setTitle(string("未命名窗口"));int x = 100, y = 100, width = 800, height = 600;this->setPostion(x, y);this->setWidthAndHeight(width, height);this->className = "Window";this->isCreated = false;}public://设置窗口标题void setTitle(string t);//获取窗口标题string getTitle();int getWidth(){return this->width;}int getHeight() {return this->height;}//设置窗口位置void setPostion(int x, int y);//设置窗口大小void setWidthAndHeight(int width, int height);//判断窗口是否被创建bool isCreated;//对象名string toString() {return this->className;}private://绘制界面void Paint(void);};#endif下面是实现的Cpp文件：#include "Window.h"Window::Window(){}Window::Window(string t){this->init();this->setTitle(t);}Window::Window(string t , int x, int y, int width, int height){this->init();this->setTitle(t);this->setPostion(x, y);this->setWidthAndHeight(width, height);}void Window::setTitle(string t) {this->title = t;}void Window::setPostion(int x, int y) {this->xPosition = x;this->yPosition = y;}void Window::setWidthAndHeight(int w, int h) {this->width = w;this->height = h;}void Window::create() {glutInitWindowPosition(this->xPosition, this->yPosition);//设置窗口位置glutInitWindowSize(this->width, this->height);//设置窗口大小glutCreateWindow(this->title.c_str());//创建一个名为title的窗口this->isCreated = true;gluOrtho2D(0.0, (double)this->getWidth(),0.0, (double)this->getHeight()); //正交的投影矩阵}void Window::Paint(void){int size = this->objectVector.size();for (int i = 0; i < size; i++){objectVector.at(i)->show();}}void Window::show() {this->Paint();}//添加组件，在窗口显示时会依次在窗口里显示出来void Window::add(Object* object){objectVector.push_back(object);}void Window::destory() {int size = this->objectVector.size();for (int i = 0; i < size; i++){cout << "destory:" + objectVector.at(i)->toString() << endl;delete objectVector.at(i);}cout << "destory:" + this->toString() << endl;}然后是一个颜色Color类，暂时只支持RGB模式，从现在起，我会尽量把声明和定义都写在一个文件里，就像Java那样。/**************************************************文件名：Color.h功能：颜色类，用于指定颜色***************************************************/#ifndef _COLOR_H_#define _COLOR_H_#include "Object.h"class Color : protected Object {public:Color(){Color(0, 0, 0);this->className = "Color";}Color(int r, int g, int b) {this->R = (double)r / 255;this->G = (double)g / 255;this->B = (double)b / 255;}public:double R, G, B;};#endif接下来就是绘图里面最重要的了——Point，有了点，才能有一切/**********************************************************文件名：Point.h功能：实现屏幕上的坐标点***********************************************************/#ifndef _POINT_H#define _POINT_H#include "Object.h"#include "Color.h"#include "OpenGL\glut.h"class Point : protected Object {public:Point() {setPoint(0, 0, Color(0, 0, 0));this->className = "Point";}Point(int x, int y) {setPoint(x, y, Color(0, 0, 0));}Point(int x, int y , Color color) {setPoint(x, y, color);}void setPoint(int x, int y){setPoint(x, y, Color(0, 0, 0));}void setPoint(int x, int y,Color color){this->X = x;this->Y = y;this->color = color;}void show() {glColor3d(color.R, color.G, color.B);glBegin(GL_POINTS);glVertex2i(this->X, this->Y);glEnd();}public:int X;int Y;Color color;};#endif最后就是最重要的应用程序Application类了，这个类用于添加窗口以及图像重绘刷新/**********************************************************文件名：Application.h*功能：用于创建应用程序**********************************************************/#ifndef _APPLICATION_H_#define _APPLICATION_H_#include "Object.h"#include "OpenGL\glut.h"#include "Window.h"#include <vector>using std::vector;class Application : protected Object {public:Application(){className = "Application";}~Application(){destory();}static vector<Window> windowVector;//窗口的静态线性表//初始化GLUTstatic void init(int argc, char *argv[]){glutInit(&argc, argv);//设置显示模式glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);}//添加组件static bool add(Window object) {if (object.isCreated) {windowVector.push_back(object);return true;}return false;}void show(){if (windowVector.size() > 0) {glutDisplayFunc(&Paint);//进入显示循环（无此句则程序执行结束）glutMainLoop();}Paint();}void destory() {for (int i = 0; i < windowVector.size(); i++) {windowVector[i].destory();}cout << "destory:" + this->toString()<<endl;}private:static void Paint(){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//清除窗口屏幕for (int i = 0; i < windowVector.size(); i++) {windowVector[i].show();}glFlush();//刷新绘图命令}};vector<Window> Application::windowVector;#endif下面是一个测试文件，只画了一条紫色虚线：#include "Window.h"#include "Color.h"#include "Point.h"#include "Application.h"//隐藏控制台窗口#pragma comment(linker, "/subsystem:\&;windows\&; /entry:\&;mainCRTStartup\&;")int main(int argc ,char* argv[]) {int w = 400, h = 300;Window window(string("Hello"), 100, 100, w, h);window.create();Point* p;for (int i = 0; i < 70; i++) {p = new Point(200,10+4*i,Color(255,0,255));window.add((Object*)p);}Application* app = new Application();app->init(argc, argv);app->add(window);app->show();delete app;return 0;}出来的效果如下图：懂得接受失败的人，就是懂得人生真谛的人，

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