OpenGL(八) 显示列表
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abcijkxyz 发表于1年前
OpenGL(八) 显示列表
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OpenGL在即时模式(Immediate Mode)下绘图时,程序中每条语句产生的图形对象被直接送进绘图流水线,在显示终端立即绘制出来。当需要在程序中多次绘制同一个复杂的图像对象时,这种即时模式会消耗大量的系统资源,降低程序的运行效率,为此,OpenGL提供了一种更有效组织OpenGL语句的形式——显示列表

OpenGL使用显示列表方式绘图一般要比瞬时方式快,尤其是显示列表方式可以大量地提高网络性能,即当通过网络发出绘图命令时,由于显示列表驻留在服务器中,因而使网络的负担减轻到最小。另外,在单用户的机器上,显示列表同样可以提高效率。例如旋转矩阵函数glRotate*(),若将它置于显示列表中,则可大大提高性能,因为旋转矩阵的计算并不简单,包含有平方、三角函数等复杂运算,而在显示列表中,它只被存储为最终的旋转矩阵,于是执行起来如同硬件执行函数glMultMatrix()一样快。


显示列表的使用流程:建立显示列表、调用显示列表、删除显示列表


建立显示列表


分配显示列表编号

OpenGL中用正整数来区分不同的显示列表,为防止重复定义已经存在的显示列表号,使用glGenLists函数来自动分配一个没有被使用过的显示列表编号。

glGenLists函数原型:


GLuint   glGenLists (GLsizei range);


参数range指定要分配几个显示列表。

返回值是被分配的显示列表中的最小编号,若返回0表示分配失败。


创建显示列表

创建显示列表声明了把哪些OpenGL语句装入到当前显示列表中。使用glNewList开始装入,使用glEndList结束装入。

glNewList的函数原型如下:


void   glNewList (GLuint list, GLenum mode);


第一个参数标示当前正在操作的显示列表号

第二个参数有两种取值--GL COMPILE和GL COMPILE AND EXECUTE,前者声明当前显示列表只是装入相应OpenGL语句,不执行;后者表示在装入的同时,执行一遍当前显示列表。

并不是所有的OpenGL函数都可以装入到显示列表中,一般来说,用于传递参数或具有返回数值的函数语句不能存入显示列表。


调用显示表 


调用显示列表只需要在需要调用的地方插入glCallList(id)即可,入参id表示了要调用的显示列表的编号。另外也可以使用glCallLists一次性调用一组显示列表。


删除显示表


在退出程序前要将所建立的显示表删除,释放显示列表占用的资源。

glDeleteLists(GLuint list,GLsizei range)用来删除用户建立的显示列表。

参数list表示要删除的第一个显示列表的数字编号;参数range表示从指定的第一个显示表开始要删除的连续的显示表个数。


下边是一个使用显示列表的例子,创建了两个显示列表,第一个显示列表里定义了模型视图矩阵,第二个显示列表里定义了一个矩形立方体模型,包含顶点颜色等。


调用了1次List 1,调用了3次List 2,生成了3个立体模型,运行效果:



完整代码:

#include <glut.h> 
#include <Windows.h>

GLfloat angle = 0.0f; 

void CreateDisplayLists()
{
	//List 1 定义模型视图矩阵
	if(!glIsList((GLuint)1))
	{
		glNewList(1,GL_COMPILE);
		glMatrixMode(GL_PROJECTION);
		glLoadIdentity();
		gluPerspective(75,1,2,50);

		glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
		glLoadIdentity();
		gluLookAt(0,25,25,0,0,0,0,1,0);
		glEndList();
	}

	//List 2 定义实体矩形
	if(!glIsList((GLuint)2))
	{
		glNewList(2,GL_COMPILE);
		glBegin(GL_QUADS);

		//底面
		glColor3f(1,0,0);
		glVertex3f(-5,-5,-5);
		glVertex3f(5,-5,-5);
		glColor3f(0,0,1);
		glVertex3f(5,5,-5);
		glVertex3f(-5,5,-5);
		//侧面A
		glColor3f(0,0,1);
		glVertex3f(-5,-5,-5);
		glVertex3f(5,-5,-5);
		glColor3f(0,1,0);
		glVertex3f(5,-5,5);
		glVertex3f(-5,-5,5);
		//侧面B
		glColor3f(0,1,0);
		glVertex3f(5,-5,-5);
		glVertex3f(5,5,-5);
		glColor3f(0,1,1);
		glVertex3f(5,5,5);
		glVertex3f(5,-5,5);
		//侧面C
		glColor3f(1,1,0);
		glVertex3f(5,5,-5);
		glVertex3f(-5,5,-5);
		glColor3f(1,0,1);
		glVertex3f(-5,5,5);
		glVertex3f(5,5,5);
		//侧面D
		glColor3f(1,0,1);
		glVertex3f(-5,5,-5);
		glVertex3f(-5,-5,-5);
		glColor3f(0,1,0);
		glVertex3f(-5,-5,5);
		glVertex3f(-5,5,5);
		//顶面
		glColor3f(1,1,0);
		glVertex3f(-5,-5,5);
		glVertex3f(5,-5,5);
		glColor3f(0,0,1);
		glVertex3f(5,5,5);
		glVertex3f(-5,5,5);
		glEnd();
		glEndList();
	}
}

void myDisplay(void) 
{
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);   //深度缓存
	glClearColor(0.1,0.1,0.3,0);
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	glCallList(1);
	glRotatef(angle,1,0,0);
	glRotatef(angle,0,1,0);
	glRotatef(angle,1,0,1);
	glCallList(2);  //绘制模型
	glTranslatef(-10,0,-10);
	glCallList(2);
	glTranslatef(20,0,20);
	glCallList(2);
	glutSwapBuffers();
}  

void myIdle(void) 
{    
	angle+=0.05f; 
	if( angle >= 360.0f )    
		angle = 0.0f;    
	myDisplay();
} 

int main(int argc, char* argv[]) 
{   
	glutInit(&argc, argv); 
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE);
	glutInitWindowPosition(200, 200);  
	glutInitWindowSize(400, 400);   
	glutCreateWindow("OpenGL"); 
	CreateDisplayLists();  //创建显示列表
	glutDisplayFunc(&myDisplay);   
	glutIdleFunc(&myIdle);     
	glutMainLoop();   
	return 0; 
}



显示列表的适用场合


并不是所有场合下显示列表都可以优化程序性能,这是因为调用显示列表本身时程序也会产生一些开销,若一个显示列表太小,这个开销将超过显示列表的所带来的效率提升。以下是一些非常适合使用显示列表的场景:

  • 矩阵操作大部分矩阵操作需要OpenGL计算逆矩阵,矩阵及其逆矩阵都可以保存在显示列表中。
  • 光栅位图和图像程序定义的光栅数据不一定是适合硬件处理的理想格式。当编译组织一个显示列表时,OpenGL可能把数据转换成硬件能够接受的数据,这可能有效地提高画位的速度。
  • 光、材质和光照模型当用一个比较复杂的光照环境绘制场景时,可以为场景中的每个物体改变材质。但是材质计算较多,因此设置材质可能比较慢。若把材质定义放在显示列表中,则每次改换材质时就不必重新计算了。因为计算结果存储在表中,因此能更快地绘制光照场景。
  • 纹理因为硬件的纹理格式可能与OpenGL格式不一致,若把纹理定义放在显示列表中,则在编译显示列表时就能对格式进行转换,而不是执行中进行,这样就能大大提高效率。
  • 多边形的图案填充模式可将定义的图案放在显示列表中。


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