OpenGL位圖和圖像

　目 錄
　　11.1 位圖
　　11.2 圖像

　

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　　在前面的章節中，已經講述了幾何數據（點、線、多邊形）繪制的有關方法，但OpenGL還有另外兩種重要的數據類：一是位圖，二是圖像。這兩種數據都是以象素矩陣形式存儲，即用一個矩形數組來表示某一位圖或圖像。二者不同之處是位圖包含每個象素的一位信息，而圖像數據一般包含每個象素的多位信息（如，紅、綠、藍和Alpha值）；還有位圖類似于掩碼，可用于遮掩別的圖像，而圖像數據則簡單地覆蓋先前已經存在的數據或者與之混合。下面將詳述這些內容。

11.1、位圖

　　11.1.1 位圖（Bitmap）與字符（Font）
　　位圖是以元素值為0或1的矩陣形式存儲的，通常用于對窗口中相應區域的繪圖屏蔽。比如說，當前顏色設置為紅色，則在矩陣元素值為1的地方象素用紅色來取代，反之，在為0的地方，對應的象素不受影響。位圖普遍用于字符顯示，請看下面例子：

　　例11-1 位圖字符例程（font.c）

#include "glos.h"
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glaux.h>
 
void myinit(void);
void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h);
void CALLBACK display(void);
 
GLubyte rasters[12] = {
  0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xfc,
    0xfc, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xff, 0xff};
 
  void myinit(void)
  {
    glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
  }
 
  void CALLBACK display(void)
  {
    glColor3f (1.0, 0.0, 1.0);
    glRasterPos2i (100, 200);
    glBitmap (8, 12, 0.0, 0.0, 20.0, 20.0, rasters);
    glBitmap (8, 12, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, rasters);
 
    glColor3f (1.0, 1.0, 0.0);
    glRasterPos2i (150, 200);
    glBitmap (8, 12, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, rasters);
 
    glFlush();
  }
 
  void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h)
  {
    glViewport(0, 0, w, h);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glOrtho (0, w, 0, h, -1.0, 1.0);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  }
 
  void main(void)
  {
    auxInitDisplayMode (AUX_SINGLE | AUX_RGBA);
    auxInitPosition (0, 0, 500, 500);
    auxInitWindow ("Bitmap");
    myinit();
    auxReshapeFunc (myReshape);
    auxMainLoop(display);
  }
 

　　以上程序運行結果是顯示三個相同的字符F。OpenGL函數庫只提供了最底層操作，即用glRasterPos*()和glBitmap()在屏幕上定位和畫一個位圖，圖11-1顯示了F的位圖和相應的位圖數據。

　

圖11-1 字符F位圖顯示

　

圖11-2 字符F位圖及其相應數據

　　在圖中，字符大小為12*8的方陣，每一行數據用8位16進制表示。注意：位圖數據總是按塊存儲，每塊的位數總是8的倍數，但實際位圖的寬并不一定使8的倍數。組成位圖的位從位圖的左下角開始畫：首先畫最底下的一行，然后是這行的上一行，依此類推。這個程序中的幾個重要函數的解釋將在下面幾個小節，其中函數glPixelstorei()描述了位圖數據在計算機內存中存儲的方式。

　　11.1.2 當前光柵位置
　　當前光柵位置函數就是：
　

void glRasterPos{234}{SIFD}[V](TYPE x,TYPE y,TYPE z,TYPE w);

　　設置當前所畫位圖或圖像的原點。其中參數x、y、z、w給出了光柵位置坐標。在變換到屏幕坐標時（即用模型變換和透視變換），光柵位置坐標與glVertex*()提供的坐標同樣對待。也就是說，變換后要么確定一個有效點，要么認為位于視口以外的點的當前光柵位置無效。
　　在上一例中，顏色設置的位置與當前光柵位置函數調用的位置有關，glColor*()必須放 在glRasterPos*()前，則緊跟其后的位圖就都繼承當前的顏色，例前兩個紫色的F；若要改變當前位圖顏色，則需重新調用glColor*()和glRasterPos*()，如第三個黃色字符F的顯示。

　　11.1.3 位圖顯示
　　當設置了光柵位置后，就可以調用glBitmap()函數來顯示位圖數據了。這個函數形式為：
　

void glBitmap( GLsizei width,GLsizei height,GLfloat xbo,GLfloat ybo,GLfloat xbi,GLfloat ybi,const GLubyte *bitmap);

　　顯示由bitmap指定的位圖，bitmap是一個指向位圖的指針。位圖的原點放在最近定義的當前光柵位置上。若當前光柵位置是無效的，則不顯示此位圖或其一部分，而且當前光柵位置仍然無效。參數width和height一象素為單位說明位圖的寬行高。寬度不一定是8的倍數。參數xbo和ybo定義位圖的原點（正值時，原點向上移動；負值時，原點向下移動）。參數xbi和ybi之處在位圖光柵化后光柵位置的增量。在上一例中：
　

glColor3f (1.0, 0.0, 1.0);
glRasterPos2i (100, 200);
glBitmap (8, 12, 0.0, 0.0, 20.0, 20.0, rasters);
glBitmap (8, 12, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, rasters);

　　第一個字符F與第二個字符F的間距是由glBitmap()的兩個增量參數決定的，即第二個字符F在第一個字符F的基礎上分別向X正軸和Y負軸移動20個象素單位。

11.2 圖像
　　一般來說，OpenGL圖像（image）操作包括象素讀寫、象素拷貝和圖像縮放，下面分別來介紹。

　　11.2.1 象素讀寫
　　OpenGL提供了最基本的象素讀和寫函數，它們分別是：

　　讀取象素數據：
　

void glReadPixels(GLint x,GLint y,GLsizesi width,GLsizei height,GLenum format,GLenum type,GLvoid *pixel);

　　函數參數(x, y)定義圖像區域左下角點的坐標，width和height分別是圖像的高度和寬度，*pixel是一個指針，指向存儲圖像數據的數組。參數format指出所讀象素數據元素的格式（索引值或R、G、B、A值，如表11-1所示），而參數type指出每個元素的數據類型（見表11-2）。
　　寫入象素數據：
　

void glDrawPixels(GLsizesi width,GLsizei height,GLenum format,GLenum type,GLvoid *pixel);

　　函數參數format和type與glReadPixels()有相同的意義，pixel指向的數組包含所要畫的象素數據。注意，調用這個函數前必須先設置當前光柵位置，若當前光柵位置無效，則給出該函數時不畫任何圖形，并且當前光柵位置仍然保持無效。

　

名稱	象素數據類型
GL_INDEX	單個顏色索引
GL_RGB	先是紅色分量，再是綠色分量，然后是藍色分量
GL_RED	單個紅色分量
GL_GREEN	單個綠色分量
GL_BLUE	單個藍色分量
GL_ALPHA	單個Alpha值
GL_LUMINANCE_ALPHA	先是亮度分量，然后是Alpha值
GL_STENCIL_INDEX	單個的模板索引
GL_DEPTH_COMPONENT	單個深度分量
表11-1 函數glReadPixels()及glDrawPixels()的象素格式

　

名稱	數據類型
GL_UNSIGNED_BYTE	無符號的8位整數
GL_BYTE	8位整數
GL_BITMAP	無符號的8位整數數組中的單個數位
GL_UNSIGNED_SHORT	無符號的16位整數
GL_SHORT	16位整數
GL_UNSIGNED_INT	無符號的32位整數
GL_INT	32位整數
GL_FLOAT	單精度浮點數
表11-2 函數glReadPixels()及glDrawPixels()的象素數據類型

　　圖像的每個元素按表11-2給出的數據類型存儲。若元素表示連續的值，如紅、綠、藍或亮度分量，每個值都按比例放縮使之適合于可用的位數。例如，紅色分量是0.0到1.0之 間的浮點值。若它需要放到無符號單字節整數中，也僅有8位精度保存下來，其他無符號整數類型同理。對于有符號的數據類型還要少一位，例如顏色索引存到有符號的8位整數中，它的第一位被0xfe屏蔽掉了（即這個掩碼包含7個1）。若類型是GL_FLOAT，索引值簡單地轉化成單精度浮點值，例如索引17轉化成17.0，同理。

　　11.2.2 象素拷貝
　　象素拷貝函數是：

void glCopyPixels(GLint x,GLint y,GLsizesi width,GLsizei height, GLenum type);

　　這個函數使用起來有點類似于先調用glReadPixels()函數后再調用glDrawPixels()一樣，但它不需要將數據寫到內存中去，因它只將數據寫到framebuffer里。函數功能就是拷貝framebuffer中左下角點在(x, y)尺寸為width、height的矩形區域象素數據。數據拷貝到一個新的位置，其左下角點在當前光柵的位置，參數type可以是GL_COLOR、GL_STENCIL、GL_DEPTH。在拷貝過程中，參數type要按如下方式轉換成format：
　　1）若type為GL_DEPTH或GL_STENCIL，那么format應分別是GL_DEPTH_COMPONENT或GL_STENCIL_INDEX；
　　2）若type為GL_COLOR，format則用GL_RGB或GL_COLOR_INDEX，這要依賴于圖形系統是處于RGBA方式還是處于顏色表方式。

　　11.2.3 圖像縮放
　　一般情況下，圖像的一個象素寫到屏幕上時也是一個象素，但是有時也需要將圖像放大或縮小，OpenGL提供了這個函數：
　

void glPixelZoom(GLfloat zoomx,GLfloat zoomy);

　　設置象素寫操作沿X和Y方向的放大或縮小因子。缺省情況下，zoomx、zoomy都是1.0。如果它們都是2.0，則每個圖像象素被畫到4個屏幕象素上面。注意：小數形式的縮放因子和負數因子都是可以的。

　　11.2.4 圖像例程
　　下面舉出一個圖像應用的例子：

　

　　例11-2 圖像應用例程（image.c）
　

#include "glos.h"
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glaux.h>
 
void myinit(void);
void triangle(void);
void SourceImage(void);
void CALLBACK display(void);
void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h);
 
void myinit (void)
{
  glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}
 
void triangle(void)
{
  glBegin (GL_TRIANGLES); 
  glColor3f (0.0, 1.0, 0.0);
  　glVertex2f (2.0, 3.0);
   glColor3f(0.0,0.0,1.0);
   　glVertex2f (12.0, 3.0);
    glColor3f(1.0,0.0,0.0);
    　glVertex2f (7.0, 12.0);
     glEnd ();
}
 
void SourceImage(void)
{
  glPushMatrix();
  glLoadIdentity();
  glTranslatef(4.0,8.0,0.0);
  glScalef(0.5,0.5,0.5);
  triangle ();
  glPopMatrix();
}
 
void CALLBACK display(void)
{
  int i;
 
  /* 繪制原始圖像 */
  SourceImage();
 
  /* 拷貝圖像 */
  for(i=0;i<5;i++)
  {
    glRasterPos2i( 1+i*2,i);
    glCopyPixels(160,310,170,160,GL_COLOR);
  }
 
  glFlush ();
}
 
void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h)
{
  glViewport(0, 0, w, h);
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity();
  if (w <= h)
    gluOrtho2D (0.0, 15.0, 0.0, 15.0 * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
  else
    gluOrtho2D (0.0, 15.0 * (GLfloat) w/(GLfloat) h, 0.0, 15.0);
  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}
 
void main(void)
{
  auxInitDisplayMode (AUX_SINGLE | AUX_RGBA);
  auxInitPosition (0, 0, 500, 500);
  auxInitWindow ("Pixel Processing");
  myinit();
  auxReshapeFunc (myReshape);
  auxMainLoop(display);
}

　　以上程序運行的結果是在屏幕正上方顯示一個最初的五彩三角形，然后在下半部顯示一串拷貝的三角形。當然，讀者自己可以再加上圖像放大縮小等，試試看，會發生怎樣的情形？

　

圖11-3 圖象拷貝

posted on 2006-01-17 01:05 zmj 閱讀(4568) 評論(1)  編輯 收藏 引用