2009年10月20日

Qt还是本人可移植GUI程序开发的首选，不过Qt开发普通的应用程序是行，但是据说效率太低，以至于像某些人说的那种刷新看得到一条条横线？这点我比较纳闷，就我使用的感觉，虽然Qt不以效率著称，但是事实上有足够的优化，最最典型的就是默认的图形双缓冲，按照Windows下的编程惯例是需要手动开启，并通过额外的接口调用才能使用的，这一点在以前简单图形编程学习时比较过Qt，Win32 GDI时感受特别深刻，在没有额外处理的时候，Win32动画程序那个闪阿，而Qt程序非常稳定。事实上，我想，Qt的其他问题比效率严重多了，比如个人感觉Qt程序在Windows下刷新的感知明显没有Windows原生程序快，这点倒是值得改进。

学习OpenGL很久了，也是时候在Qt的框架下感受一下OpenGL了，这也是学习OpenGL的好处，学习D3D的话就没有这么Happy了，事实上这也导致我老实东学西学-_-!真不知是好是坏。。。只是作为程序员的感觉，要是世界只剩下Windows，那么实在失去了太多的色彩。

以下的代码全部在Kubuntu9.04环境下运行，在Eclipse IDE + CDT 6.0 + gcc 4.3.3 + qt4Eclipse插件下编译运行。

我现在是在用笔记本工作，并且笔记本没有支持3D加速的显卡。。。但是，还好，Linux可以使用Mesa，在显卡不支持的时候可以自动启用软件模拟，支持的时候自动启用硬件加速。

Qt中的OpenGL框架

Qt可以说是对OpenGL有直接支持的，提供了QGLWidget类来绘制OpenGL，并且一如Qt既往的面向对象封装方式。下面是一个最简单的程序，一如《Win32 OpenGL编程(3) 基本图元（点，直线，多边形）的绘制》中的Hello World例子。

OpenGL.h

#ifndef OPENGL_H
#define OPENGL_H

#include
#include
#include "ui_opengl.h"

class OpenGL : public QGLWidget
{
Q_OBJECT

public:
OpenGL(QGLWidget *parent = 0);
~OpenGL();

    void initializeGL();
    void resizeGL(int width, int height);
    void paintGL();

private:
void draw();

private:
Ui::OpenGLClass ui;
};

#endif // OPENGL_H

OpenGL.cpp

#include "opengl.h"

OpenGL::OpenGL(QGLWidget *parent)
: QGLWidget(parent)
{
ui.setupUi(this);
}

OpenGL::~OpenGL()
{

}

void OpenGL::initializeGL()
{

}

void OpenGL::resizeGL(int, int)
{

}

void OpenGL::paintGL()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
draw();
}

void OpenGL::draw()
{
   glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);
   glBegin(GL_POLYGON);
   glVertex3f (-0.5, -0.5, 0.0);
   glVertex3f ( 0.5, -0.5, 0.0);
   glVertex3f ( 0.5, 0.5, 0.0);
   glVertex3f (-0.5, 0.5, 0.0);
   glEnd();
}

这样就完成了一个利用OpenGL绘制矩形的任务，paintGL中调用的完全是普通的OpenGL函数，一如我们学过的普通OpenGL函数，没有区别。其中最主要的代码就在OpenGL::paintGL()中，这一点需要额外注意，那就是此处与普通的Qt程序是不同的，普通的Qt程序将重绘的工作放在paintEvent中进行，但是，可以想像的是，其实paintGL不过是QGLWidget中paintEvent中调用的一个虚接口，Qt可以在外面做好足够的OpenGL准备工作。initializeGL，resizeGL，paintGL 3个额外的虚接口就构成了一个简单但是强大的OpenGL框架，一如GLUT抽象出的框架及我在Win32 OpenGL学习时建立的框架一样，知道这些以后，可以将OpenGL在Qt中的编程分成两个部分，一个部分就是由initializeGL，resizeGL，paintGL三个虚接口构成的OpenGL的领域，我们可以在其中进行我们习惯的OpenGL操作，而程序的输入等其他GUI相关的处理则还是交由Qt原来的框架去完成。

OpenGL从Win32到Qt

为了说明Qt中对于OpenGL处理的抽象，我将原来在《Win32 OpenGL编程(5) 顶点数组》一文中实现的一个较复杂的例子移植到Qt中。

其实基本上做做copy和paste的操作就OK了。

void OpenGL::initializeGL()
{
   glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
   // 启用顶点数组
   glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);

// 颜色数组也需要启用
glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);

// 默认就是此参数，可忽略，为了明确说明特意指定
glShadeModel(GL_SHADE_MODEL);

   // 顶点数组数据
   static GLfloat fVertices[] = {   -0.5, -0.5,
                                   0.5, -0.5,
                                   0.5, 0.5,
                                   -0.5, 0.5,
                                   0.0, 0.0};   // 添加的原点

   // 颜色数组
   static GLfloat fColor[] = { 1.0, 0.0, 0.0,
                               0.0, 1.0, 0.0,
                               0.0, 0.0, 1.0,
                               0.0, 0.0, 0.0,
                               1.0, 1.0, 1.0};       // 原点颜色为白色

// 指定顶点数组数据
glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, fVertices);

// 制定颜色数组
glColorPointer(3, GL_FLOAT, 0, fColor);

}

void OpenGL::resizeGL(int, int)
{

}

void OpenGL::paintGL()
{
draw();
}

void OpenGL::draw()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清空颜色缓冲区

   static GLubyte byTopIndices[] = { 2, 3, 4};
   static GLubyte byLeftIndices[] = { 3, 0, 4};
   static GLubyte byBottomIndices[] = { 0, 1, 4};
   static GLubyte byRightIndices[] = { 1, 2, 4};

   // 上述函数调用与下面的效果一样
   glPushMatrix();
   glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_BYTE, byTopIndices);
   glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_BYTE, byLeftIndices);
   glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_BYTE, byBottomIndices);
   glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_BYTE, byRightIndices);
   glPopMatrix();

}

效果如下图：

这也可以看做是抽象的强大之处，经过同样的抽象，OpenGL代码放在Qt中与放在Win32中，放在GLUT中其实都没有什么两样。但是，最重要的是，上面这段代码可以在Windows下面编译运行，而反过来却不行-_-!
完整的源代码放在博客源代码的2009-10-20/OpenGL中，但是这个源代码可不是VS2008的了，是Eclipse的工程管理的，当然不用Eclipse直接使用makefile编译也行。全文用在Kubuntu中用Google Docs编辑发布，希望格式不会乱。