OpenGL顯示列表

　　目 錄
　　16.1 顯示列表概論
　　16.2 創(chuàng)建和執(zhí)行顯示列表
　　16.3 管理顯示列表
　　16.4 多級(jí)顯示列表

　

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　　OpenGL顯示列表（Display List）是由一組預(yù)先存儲(chǔ)起來(lái)的留待以后調(diào)用的OpenGL函數(shù)語(yǔ)句組成的，當(dāng)調(diào)用這張顯示列表時(shí)就依次執(zhí)行表中所列出的函數(shù)語(yǔ)句。前面內(nèi)容所舉出的例子都是瞬時(shí)給出函數(shù)命令，則OpenGL瞬時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的命令，這種繪圖方式叫做立即或瞬時(shí)方式（immediate mode）。本章將詳細(xì)地講述顯示列表的基本概論、創(chuàng)建、執(zhí)行、管理以及多級(jí)顯示列表的應(yīng)用等內(nèi)容。

16.1、顯示列表概論

　　16.1.1 顯示列表的優(yōu)勢(shì)
　　OpenGL顯示列表的設(shè)計(jì)能優(yōu)化程序運(yùn)行性能，尤其是網(wǎng)絡(luò)性能。它被設(shè)計(jì)成命令高速緩存，而不是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)緩存。也就是說(shuō)，一旦建立了顯示列表，就不能修改它。因?yàn)槿麸@示列表可以被修改，則顯示列表的搜索、內(nèi)存管理的執(zhí)行等開(kāi)銷(xiāo)會(huì)降低性能。
　　采用顯示列表方式繪圖一般要比瞬時(shí)方式快，尤其是顯示列表方式可以大量地提高網(wǎng)絡(luò)性能，即當(dāng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出繪圖命令時(shí)，由于顯示列表駐留在服務(wù)器中，因而使網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)減輕到最小。另外，在單用戶(hù)的機(jī)器上，顯示列表同樣可以提高效率。因?yàn)橐坏╋@示列表被處理成適合于圖形硬件的格式，則不同的OpenGL實(shí)現(xiàn)對(duì)命令的優(yōu)化程度也不同。例如旋轉(zhuǎn)矩陣函數(shù)glRotate*()，若將它置于顯示列表中，則可大大提高性能。因?yàn)樾D(zhuǎn)矩陣的計(jì)算并不簡(jiǎn)單，包含有平方、三角函數(shù)等復(fù)雜運(yùn)算，而在顯示列表中，它只被存儲(chǔ)為最終的旋轉(zhuǎn)矩陣，于是執(zhí)行起來(lái)如同硬件執(zhí)行函數(shù)glMultMatrix()一樣快。一般來(lái)說(shuō)，顯示列表能將許多相鄰的矩陣變換結(jié)合成單個(gè)的矩陣乘法，從而加快速度。

　　16.1.2 顯示列表的適用場(chǎng)合
　　并不是只要調(diào)用顯示列表就能優(yōu)化程序性能。因?yàn)檎{(diào)用顯示列表本身時(shí)程序也有一些開(kāi)銷(xiāo)，若一個(gè)顯示列表太小，這個(gè)開(kāi)銷(xiāo)將超過(guò)顯示列表的優(yōu)越性。下面給出顯示列表能最大優(yōu)化的場(chǎng)合：
　

• 矩陣操作
  大部分矩陣操作需要OpenGL計(jì)算逆矩陣，矩陣及其逆矩陣都可以保存在顯示列表中。
  
  　
• 光柵位圖和圖像
  程序定義的光柵數(shù)據(jù)不一定是適合硬件處理的理想格式。當(dāng)編譯組織一個(gè)顯示列表時(shí)，OpenGL可能把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成硬件能夠接受的數(shù)據(jù)，這可以有效地提高畫(huà)位圖的速度。
  
  　
• 光、材質(zhì)和光照模型
  當(dāng)用一個(gè)比較復(fù)雜的光照環(huán)境繪制場(chǎng)景時(shí)，可以為場(chǎng)景中的每個(gè)物體改變材質(zhì)。但是材質(zhì)計(jì)算較多，因此設(shè)置材質(zhì)可能比較慢。若把材質(zhì)定義放在顯示列表中，則每次改換材質(zhì)時(shí)就不必重新計(jì)算了。因?yàn)橛?jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在表中，因此能更快地繪制光照?qǐng)鼍啊?BR>
  　
• 紋理
  因?yàn)橛布募y理格式可能與OpenGL格式不一致，若把紋理定義放在顯示列表中，則在編譯顯示列表時(shí)就能對(duì)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不是在執(zhí)行中進(jìn)行，這樣就能大大提高效率。
  
  　
• 多邊形的圖案填充模式
  即可將定義的圖案放在顯示列表中。

16.2、創(chuàng)建和執(zhí)行顯示列表

　　16.2.1 創(chuàng)建顯示列表
　　OpenGL提供類(lèi)似于繪制圖元的結(jié)構(gòu)即glBegin()與glEnd()的形式創(chuàng)建顯示列表，其相應(yīng)的函數(shù)為：

　

void glNewList(GLuint list,GLenum mode);

　　說(shuō)明一個(gè)顯示列表的開(kāi)始，其后的OpenGL函數(shù)存入顯示列表中，直至調(diào)用結(jié)束表的函數(shù)（見(jiàn)下面）。參數(shù)list是一個(gè)正整數(shù)，它標(biāo)志唯一的顯示列表。參數(shù)mode的可能值有GL_COMPILE和GL_COMPILE_AND_EXECUTE。若要使后面的函數(shù)語(yǔ)句只存入而不執(zhí)行，則用GL_COMPILE；若要使后面的函數(shù)語(yǔ)句存入表中且按瞬時(shí)方式執(zhí)行一次，則用GL_COMPILE_AND_EXECUTE。
　

void glEndList(void);

　　標(biāo)志顯示列表的結(jié)束。
　　注意：并不是所有的OpenGL函數(shù)都可以在顯示列表中存儲(chǔ)且通過(guò)顯示列表執(zhí)行。一般來(lái)說(shuō)，用于傳遞參數(shù)或返回?cái)?shù)值的函數(shù)語(yǔ)句不能存入顯示列表，因?yàn)檫@張表有可能在參數(shù)的作用域之外被調(diào)用；如果在定義顯示列表時(shí)調(diào)用了這樣的函數(shù)，則它們將按瞬時(shí)方式執(zhí)行并且不保存在顯示列表中，有時(shí)在調(diào)用執(zhí)行顯示列表函數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。以下列出的是不能存入顯示列表的OpenGL函數(shù)：
　

 
glDeleteLists()  glIsEnable()
glFeedbackBuffer()  glIsList()
glFinish()  glPixelStore()
glGenLists()  glRenderMode()
glGet*()  glSelectBuffer()

　　16.2.2 執(zhí)行顯示列表
　　在建立顯示列表以后就可以調(diào)用執(zhí)行顯示列表的函數(shù)來(lái)執(zhí)行它，并且允許在程序中多次執(zhí)行同一顯示列表，同時(shí)也可以與其它函數(shù)的瞬時(shí)方式混合使用。顯示列表執(zhí)行的函數(shù)形式如下：

　

void glCallList(GLuint list);

　　執(zhí)行顯示列表。參數(shù)list指定被執(zhí)行的顯示列表。顯示列表中的函數(shù)語(yǔ)句按它們被存放的順序依次執(zhí)行；若list沒(méi)有定義，則不會(huì)產(chǎn)生任何事情。下面舉出一個(gè)應(yīng)用顯示列表的簡(jiǎn)單例子：

　　例16-1 顯示列表例程（displist.c）
　

#include "glos.h"
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glaux.h>
 
void myinit(void);
void drawLine(void);
void CALLBACK display(void);
void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h);
 
GLuint listName = 1;
 
void myinit (void)
{
  glNewList (listName, GL_COMPILE);
  glColor3f (1.0, 0.0, 0.0);
  glBegin (GL_TRIANGLES);
  glVertex2f (0.0, 0.0);
  glVertex2f (1.0, 0.0);
  glVertex2f (0.0, 1.0);
  glEnd ();
  glTranslatef (1.5, 0.0, 0.0);
  glEndList ();
  glShadeModel (GL_FLAT);
}
 
void drawLine (void)
{
  glColor3f(1.0,1.0,0.0);
  glBegin (GL_LINES);
  glVertex2f (0.0, 0.5);
  glVertex2f (5.0, 0.5);
  glEnd ();
}
 
void CALLBACK display(void)
{
  GLuint i;
  glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
  glColor3f (0.0, 1.0, 0.0);
  glPushMatrix();
  for (i = 0; i <5; i++)
    glCallList (listName);
  drawLine ();
  glPopMatrix();
  glFlush ();
}
 
void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h)
{
  glViewport(0, 0, w, h);
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity();
  if (w <= h)
    gluOrtho2D (0.0, 2.0, -0.5 * (GLfloat) h/(GLfloat) w, 1.5 * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
  else
    gluOrtho2D (0.0, 2.0 * (GLfloat) w/(GLfloat) h, -0.5, 1.5); glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glLoadIdentity();
}
 
void main(void)
{
  auxInitDisplayMode (AUX_SINGLE | AUX_RGBA);
  auxInitPosition (10, 200, 400, 50);
  auxInitWindow ("Display List");
  myinit ();
  auxReshapeFunc (myReshape);
  auxMainLoop(display);
}

　　以上程序運(yùn)行結(jié)果是顯示五個(gè)顯示列表中定義的紅色三角形，然后再繪制一條非表中的黃色線段。

　

圖16-1 顯示列表

16.3、管理顯示列表
　　在上一節(jié)例子中，我們使用了一個(gè)正整數(shù)作為顯示列表的索引。但是在實(shí)際應(yīng)用中，一般不采用這種方式，尤其在創(chuàng)建多個(gè)顯示列表的情況下。如果這樣做，則有可能選用某個(gè)正在被占用的索引，并且覆蓋這個(gè)已經(jīng)存在的顯示列表，對(duì)程序運(yùn)行造成危害。為了避免意外刪除，可以調(diào)用函數(shù)glGenList()來(lái)產(chǎn)生一個(gè)沒(méi)有用過(guò)的顯示列表，或調(diào)用glIsList()來(lái)決定是否指定的顯示列表被占用。此外，在管理顯示列表的過(guò)程中，還可調(diào)用函數(shù)glDeleteLists()來(lái)刪除一個(gè)或一個(gè)范圍內(nèi)的顯示列表。下面分別介紹這些函數(shù)：

GLuint glGenList(GLsizei range);

　　分配range個(gè)相鄰的未被占用的顯示列表索引。這個(gè)函數(shù)返回的是一個(gè)正整數(shù)索引值，它是一組連續(xù)空索引的第一個(gè)值。返回的索引都標(biāo)志為空且已被占用，以后再調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)不再返回這些索引。若申請(qǐng)索引的指定數(shù)目不能滿(mǎn)足或range為0則函數(shù)返回0。
　

GLboolean glIsList(GLuint list);

　詢(xún)問(wèn)顯示列表是否已被占用的情況。若索引list已被占用，則函數(shù)返回TURE；反之，返回FAULSE。

void glDeleteLists(GLuint list,GLsizei range);

　　刪除一組連續(xù)的顯示列表，即從參數(shù)list所指示的顯示列表開(kāi)始，刪除range個(gè)顯示列表，并且刪除后的這些索引重新有效。若刪除一個(gè)沒(méi)有建立的顯示列表則忽略刪除操作。
　　當(dāng)建立一個(gè)與已經(jīng)存在的顯示列表索引相同的顯示列表時(shí)，OpenGL將自動(dòng)刪除舊表。這一節(jié)舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，如果將上一節(jié)程序/***.c*/中所創(chuàng)建的顯示列表改為以下代碼：
　

 
listIndex=glGenLists(1);
if(listIndex!=0)
{
  glNewList(listIndex,GL_COMPILE);
  ...
  glEndList();
}

　　那么，這個(gè)程序?qū)⒏觾?yōu)化實(shí)用。讀者自己不妨試試，同時(shí)還可用它多創(chuàng)建幾個(gè)顯示列表，或者再刪除一個(gè)，看看效果怎樣？

16.4、多級(jí)顯示列表
　　多級(jí)顯示列表的建立就是在一個(gè)顯示列表中調(diào)用另一個(gè)顯示列表，也就是說(shuō)，在函數(shù)glNewList()與glEndList()之間調(diào)用glCallList()。多級(jí)顯示列表對(duì)于構(gòu)造由多個(gè)元件組成的物體十分有用，尤其是某些元件需要重復(fù)使用的情況。但為了避免無(wú)窮遞歸，顯示列表的嵌套深度最大為64（也許更高些，這依賴(lài)于不同的OpenGL實(shí)現(xiàn)），當(dāng)然也可調(diào)用函數(shù)glGetIntegerv()來(lái)獲得這個(gè)最大嵌套深度值。
　　OpenGL在建立的顯示列表中允許調(diào)用尚未建立的表，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)顯示列表調(diào)用第二個(gè)并沒(méi) 定義的表時(shí)，不會(huì)發(fā)生任何操作。另外，也允許用一個(gè)顯示列表包含幾個(gè)低級(jí)的顯示列表來(lái)模擬建立一個(gè)可編輯的顯示列表。如下一段代碼：

　

glNewList(1,GL_COMPILE);
glVertex3fv(v1);
glEndList();
 
glNewList(2,GL_COMPILE);
glVertex3fv(v2);
glEndList();
 
glNewList(3,GL_COMPILE);
glVertex3fv(v3);
glEndList();
 
glNewList(4,GL_COMPILE);
glBegin(GL_POLYGON);
glCallList(1);
glCallList(2);
glCallList(3);
glEnd();
glEndList();

　　這樣，要繪制三角形就可以調(diào)用顯示列表4了，即調(diào)用glCallList(4)；要編輯頂點(diǎn)，只需重新建立相應(yīng)的該頂點(diǎn)顯示列表。

posted on 2006-01-17 01:10 zmj 閱讀(5668) 評(píng)論(6)  編輯 收藏 引用