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Faye Euler's blog

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OpenGL入门学习 教程 (四)颜色的选择  

2011-10-19 10:28:59|  分类: OpenGL |  标签: |举报 |字号 订阅

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OpenGL支持两种颜色模式:一种是RGBA,一种是颜色索引模式。
无论哪种颜色模式,计算机都必须为每一个像素保存一些数据。不同的是,RGBA模式中,数据直接就代表了颜色;而颜色索引模式中,数据代表的是一个索引,要得到真正的颜色,还必须去查索引表。

1. RGBA颜色
RGBA模式中,每一个像素会保存以下数据:R值(红色分量)、G值(绿色分量)、B值(蓝色分量)和A值(alpha分量)。其中红、绿、蓝三种颜色相组合,就可以得到我们所需要的各种颜色,而alpha不直接影响颜色,它将留待以后介绍。
在RGBA模式下选择颜色是十分简单的事情,只需要一个函数就可以搞定。
glColor*系列函数可以用于设置颜色,其中三个参数的版本可以指定R、G、B的值,而A值采用默认;四个参数的版本可以分别指定R、G、B、A的值。例如:
void glColor3f(GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue);
void glColor4f(GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue, GLfloat alpha);
(还记得吗?3f表示有三个浮点参数~请看第二课中关于glVertex*函数的叙述。)
将浮点数作为参数,其中0.0表示不使用该种颜色,而1.0表示将该种颜色用到最多。例如:
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); 表示不使用绿、蓝色,而将红色使用最多,于是得到最纯净的红色。
glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f); 表示使用绿、蓝色到最多,而不使用红色。混合的效果就是浅蓝色。
glColor3f(0.5f, 0.5f, 0.5f); 表示各种颜色使用一半,效果为灰色。
注意:浮点数可以精确到小数点后若干位,这并不表示计算机就可以显示如此多种颜色。实际上,计算机可以显示的颜色种数将由硬件决定。如果OpenGL找不到精确的颜色,会进行类似“四舍五入”的处理。

大家可以通过改变下面代码中glColor3f的参数值,绘制不同颜色的矩形。
void myDisplay(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f);
glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f);
glFlush();
}

注意:glColor系列函数,在参数类型不同时,表示“最大”颜色的值也不同。
采用f和d做后缀的函数,以1.0表示最大的使用。
采用b做后缀的函数,以127表示最大的使用。
采用ub做后缀的函数,以255表示最大的使用。
采用s做后缀的函数,以32767表示最大的使用。
采用us做后缀的函数,以65535表示最大的使用。
这些规则看似麻烦,但熟悉后实际使用中不会有什么障碍。

2、索引颜色
在索引颜色模式中,OpenGL需要一个颜色表。这个表就相当于画家的调色板:虽然可以调出很多种颜色,但同时存在于调色板上的颜色种数将不会超过调色板的格数。试将颜色表的每一项想象成调色板上的一个格子:它保存了一种颜色。
在使用索引颜色模式画图时,我说“我把第i种颜色设置为某某”,其实就相当于将调色板的第i格调为某某颜色。“我需要第k种颜色来画图”,那么就用画笔去蘸一下第k格调色板。
颜色表的大小是很有限的,一般在256~4096之间,且总是2的整数次幂。在使用索引颜色方式进行绘图时,总是先设置颜色表,然后选择颜色。

2.1、选择颜色
使用glIndex*系列函数可以在颜色表中选择颜色。其中最常用的可能是glIndexi,它的参数是一个整形。
void glIndexi(GLint c);
是的,这的确很简单。

2.2、设置颜色表
OpenGL并直接没有提供设置颜色表的方法,因此设置颜色表需要使用操作系统的支持。我们所用的Windows和其他大多数图形操作系统都具有这个功能,但所使用的函数却不相同。正如我没有讲述如何自己写代码在Windows下建立一个窗口,这里我也不会讲述如何在Windows下设置颜色表。
GLUT工具包提供了设置颜色表的函数glutSetColor,但我测试始终有问题。现在为了让大家体验一下索引颜色,我向大家介绍另一个OpenGL工具包:aux。这个工具包是VisualStudio自带的,不必另外安装,但它已经过时,这里仅仅是体验一下,大家不必深入。
#include <windows.h>
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glaux.h>

#pragma comment (lib, "opengl32.lib")
#pragma comment (lib, "glaux.lib")

#include <math.h>
const GLdouble Pi = 3.1415926536;
void myDisplay(void)
{
int i;
for(i=0; i<8; ++i)
auxSetOneColor(i, (float)(i&0x04), (float)(i&0x02), (float)(i&0x01));
glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glIndexi(i);
glVertex2f(cos(i*Pi/4), sin(i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}

int main(void)
{
auxInitDisplayMode(AUX_SINGLE|AUX_INDEX);
auxInitPosition(0, 0, 400, 400);
auxInitWindow(L"");
myDisplay();
Sleep(10 * 1000);
return 0;
}
其它部分大家都可以不管,只看myDisplay函数就可以了。首先,使用auxSetOneColor设置颜色表中的一格。循环八次就可以设置八格。
glShadeModel等下再讲,这里不提。
然后在循环中用glVertex设置顶点,同时用glIndexi改变顶点代表的颜色。
最终得到的效果是八个相同形状、不同颜色的三角形。

索引颜色虽然讲得多了点。索引颜色的主要优势是占用空间小(每个像素不必单独保存自己的颜色,只用很少的二进制位就可以代表其颜色在颜色表中的位置),花费系统资源少,图形运算速度快,但它编程稍稍显得不是那么方便,并且画面效果也会比RGB颜色差一些。“星际争霸”可能代表了256色的颜色表的画面效果,虽然它在一台很烂的PC上也可以运行很流畅,但以目前的眼光来看,其画面效果就显得不足了。
目前的PC机性能已经足够在各种场合下使用RGB颜色,因此PC程序开发中,使用索引颜色已经不是主流。当然,一些小型设备例如GBA、手机等,索引颜色还是有它的用武之地。


3、指定清除屏幕用的颜色
我们写:glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);意思是把屏幕上的颜色清空。
但实际上什么才叫“空”呢?在宇宙中,黑色代表了“空”;在一张白纸上,白色代表了“空”;在信封上,信封的颜色才是“空”。
OpenGL用下面的函数来定义清楚屏幕后屏幕所拥有的颜色。
在RGB模式下,使用glClearColor来指定“空”的颜色,它需要四个参数,其参数的意义跟glColor4f相似。
在索引颜色模式下,使用glClearIndex来指定“空”的颜色所在的索引,它需要一个参数,其意义跟glIndexi相似。
void myDisplay(void)
{
glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glFlush();
}

OpenGL入门学习 教程 (四) - Faye - Fayes blog

4、指定着色模型
OpenGL允许为同一多边形的不同顶点指定不同的颜色。例如:
#include <math.h>
const GLdouble Pi = 3.1415926536;
void myDisplay(void)
{
int i;
// glShadeModel(GL_FLAT);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glVertex2f(0.0f, 0.0f);
for(i=0; i<=8; ++i)
{
glColor3f(i&0x04, i&0x02, i&0x01);
glVertex2f(cos(i*Pi/4), sin(i*Pi/4));
}
glEnd();
glFlush();
}
在默认情况下,OpenGL会计算两点顶点之间的其它点,并为它们填上“合适”的颜色,使相邻的点的颜色值都比较接近。如果使用的是RGB模式,看起来就具有渐变的效果。如果是使用颜色索引模式,则其相邻点的索引值是接近的,如果将颜色表中接近的项设置成接近的颜色,则看起来也是渐变的效果。但如果颜色表中接近的项颜色却差距很大,则看起来可能是很奇怪的效果。
使用glShadeModel函数可以关闭这种计算,如果顶点的颜色不同,则将顶点之间的其它点全部设置为与某一个点相同。(直线以后指定的点的颜色为准,而多边形将以任意顶点的颜色为准,由实现决定。)为了避免这个不确定性,尽量在多边形中使用同一种颜色。
glShadeModel的使用方法:
glShadeModel(GL_SMOOTH); // 平滑方式,这也是默认方式
glShadeModel(GL_FLAT); // 单色方式

OpenGL入门学习 教程 (四) - Faye - Fayes blog

 

小结:
本课学习了如何设置颜色。其中RGB颜色方式是目前PC机上的常用方式。
可以设置glClear清除后屏幕所剩的颜色。
可以设置颜色填充方式:平滑方式或单色方式。 
 

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