openGL教程delphi版(1)—-基本框架

Program Project1;

Uses
   opengl,
   windows,
   Messages;

Const
   WND_TITLE        = 'OPenGl 基本框架'; //标题
Var
   //===========================================================================
   // 每一个OpenGL都被连接到一个着色描述表上。着色描述表将所有的OpenGL调用命令连
   // 接到Device Context(设备描述表)上,将OpenGL的着色描述表定义为hRC ,要让程序能
   // 够绘制窗口的话,还需要创建一个设备描述表,Windows的设备描述表被定义为 hDC,
   // DC将窗口连接到GDI(Graphics Device Interface图形设备接口)。而RC将OpenGL连接
   // 到DC。
   //===========================================================================
   h_RC             : HGLRC;            // Rendering Context(着色描述表)。
   h_DC             : HDC;              // Device Context(设备描述表)
   h_Wnd            : HWND;             // 窗口句柄
   h_Instance       : HINST;            // 程序Instance(实例)。
   keys             : Array[0..255] Of Boolean; // 用于键盘例程的数组
   {$R *.res}

   //==============================================================================
   //重新设置OpenGL场景的大小,而不管窗口的大小是否已经改变(假定没有使用全屏模式)。
   //甚至无法改变窗口的大小时(例如在全屏模式下),它至少仍将运行一次————————
   //在程序开始时设置透视图。OpenGL场景的尺寸将被设置成它显示时所在窗口的大小。
   //==============================================================================

Procedure glResizeWnd(Width, Height: Integer); // 重置并初始化GL窗口大小
Begin
   If (Height = 0) Then                 // 防止高度为0,产生除0异常
      Height := 1;
   glViewport(0, 0, Width, Height);     // 重置当前的视口(Viewport)

   //下面几行为透视图设置屏幕。意味着越远的东西看起来越小。这么做创建了一个现实
   //外观的场景。此处透视按照基于窗口宽度和高度的45度视角来计算。0.1f,100.0f是
   //我们在场景中所能绘制深度的起点和终点。
   //glMatrixMode(GL_PROJECTION)指明接下来的两行代码将影响projection matrix(投影矩阵)。
   //投影矩阵负责为我们的场景增加透视。
   //glLoadIdentity()近似于重置。它将所选的矩阵状态恢复成其原始状态。
   //调用 glLoadIdentity()之后我们为场景设置透视图。

   glMatrixMode(GL_PROJECTION);         // 选择投影矩阵
   glLoadIdentity();                    // 重置投影矩阵

   gluPerspective(45.0, Width / Height, 0.1, 100.0); // 计算窗口的外观比例

   //glMatrixMode(GL_MODELVIEW)指明任何新的变换将会影响 modelview matrix(模型观察矩阵)。
   //模型观察矩阵中存放了我们的物体讯息。

   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);          // 选择模型观察矩阵
   glLoadIdentity();                    // 重置模型观察矩阵

   //如果现在还不能理解这些术语的含义,请别着急。
   //只要知道如果想获得一个精彩的透视场景的话,必须这么做。
End;

//==============================================================================
// 对OpenGL进行所有的设置。将设置清除屏幕所用的颜色,打开深度缓存,
// 启用smooth shading(阴影平滑),等等。这个例程直到OpenGL窗口创建之后才会被调用。
// 此过程将有返回值。但此处的初始化没那么复杂,现在还用不着担心这个返回值。
//==============================================================================

Procedure glInit();
Begin

   //设置清除屏幕时所用的颜色。如果对色彩的工作原理不清楚的话,快速解释一下。
   //色彩值的范围从0.0f到1.0f。0.0f代表最黑的情况,1.0f就是最亮的情况。
   //glClearColor 后的第一个参数是Red Intensity(红色分量),第二个是绿色,第三个是蓝色。
   //最大值也是1.0f,代表特定颜色分量的最亮情况。最后一个参数是Alpha值。
   //当它用来清除屏幕的时候,不用关心第四个数字。现在让它为0.0f。
   //通过混合三种原色(红、绿、蓝),可以得到不同的色彩
   //因此,使用glClearColor(0.0f,0.0f,1.0f,0.0f),您蓝色来清除屏幕。
   //如果用 glClearColor(0.5f,0.0f,0.0f,0.0f)的话,将使用中红色来清除屏幕。
   //不是最亮(1.0f),也不是最暗 (0.0f)。要得到白色背景,应该将所有的颜色设成最亮(1.0f)。
   //要黑色背景的话,该将所有的颜色设为最暗(0.0f)。

   glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);    // 黑色背景

   //阴影平滑通过多边形精细的混合色彩,并对外部光进行平滑。

   glShadeModel(GL_SMOOTH);             // 启用阴影平滑

   //接下来必须做的是关于depth buffer(深度缓存)的。将深度缓存设想为屏幕后面的层。
   //深度缓存不断的对物体进入屏幕内部有多深进行跟踪。本程序其实没有真正使用深度缓存,
   //但几乎所有在屏幕上显示3D场景OpenGL程序都使用深度缓存。它的排序决定那个物体先画。
   //这样您就不会将一个圆形后面的正方形画到圆形上来。深度缓存是OpenGL十分重要的部分。

   glClearDepth(1.0);                   // 设置深度缓存
   glEnable(GL_DEPTH_TEST);             // 启用深度测试
   glDepthFunc(GL_LESS);                // 所作深度测试的类型

   //接着告诉OpenGL我们希望进行最好的透视修正。
   //这会十分轻微的影响性能。但使得透视图看起来好一点。

   glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST); // 真正精细的透视修正

End;

//==============================================================================
//所有的绘图代码。任何您所想在屏幕上显示的东东都将在此段代码中出现。
//以后的每个程序会在此处增加新的代码。
//==============================================================================

Procedure glDraw();
Begin
   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT Or GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕和深度缓存
   glLoadIdentity();                    // 重置当前的模型观察矩阵
End;

Function WndProc(hWnd: HWND;            // 窗口的句柄
   Msg: UINT;                           // 窗口的消息
   wParam: WPARAM;                      // 附加的消息内容
   lParam: LPARAM                       // 附加的消息内容
   ): LRESULT; stdcall;
Begin
   Result := 0;
   Case (Msg) Of                        // 检查Windows消息
      WM_ACTIVATE:                      // 监视窗口激活消息
         Begin
         End;
      WM_CREATE:                        // 创建
         Begin
         End;
      WM_CLOSE:                         // 关闭
         Begin
            PostQuitMessage(0);         // 发出退出消息
            Result := 0
         End;
      WM_KEYDOWN:                       // 按键按下
         Begin
            keys[wParam] := True;       // 如果是,设为TRUE
            Result := 0;
         End;
      WM_KEYUP:                         // 按键松开
         Begin
            keys[wParam] := False;      // 如果是,设为FALSE
            Result := 0;
         End;
      WM_SIZE:                          //调整OpenGL窗口大小
         Begin
            glResizeWnd(LOWORD(lParam), HIWORD(lParam));  //LoWord=Width,HiWord=Height
            Result := 0;
         End;
      WM_TIMER:                         //timers
         Begin
         End;
      Else                              //其余的让Windows自行处理。
         Result := DefWindowProc(hWnd, Msg, wParam, lParam);  //向DefWindowProc传递所有未处理的消息。
   End;
End;
//==============================================================================
// 只在程序退出之前调用。作用是依次释放着色描述表,设备描述表和窗口句柄。
// 加入了许多错误检查。如果程序无法销毁窗口的任意部分,都会弹出带相应错误消息的
// 讯息窗口,
//==============================================================================

Procedure glKillWnd(Fullscreen: Boolean);
Begin

   //在KillGLWindow()中所作的第一件事是检查是否处于全屏模式。
   //如果是,要切换回桌面。本应在禁用全屏模式前先销毁窗口,
   //但在某些显卡上这么做可能会使得桌面崩溃。所以还是先禁用全屏模式。
   //这将防止桌面出现崩溃,并在Nvidia和3dfx显卡上都工作的很好!

   If Fullscreen Then                   // 处于全屏模式吗?
      Begin
         //  使用ChangeDisplaySettings(NULL,0)回到原始桌面。
         //  将NULL作为第一个参数,
         //  0作为第二个参数传递强制Windows使用当前存放在注册表中的值
         //  (缺省的分辨率、色彩深度、刷新频率,等等)来有效的恢复我原始桌面。
         //  换回桌面后,还要使得鼠标指针重新可见。

         ChangeDisplaySettings(devmode(Nil^), 0); // 是的话,切换回桌面
         ShowCursor(True);              //显示鼠标
      End;

   //是否拥有着色描述表(hRC)。
   If h_RC > 0 Then
      //看我们能否释放它(将 hRC从hDC分开)。
      If (Not wglMakeCurrent(h_DC, 0)) Then
         MessageBox(0, 'DC和RC无法被释放!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);

   // 能否删除着色描述表
   If (Not wglDeleteContext(h_RC)) Then
      Begin
         MessageBox(0, '删除着色描述表失败!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         h_RC := 0;
      End;

   //是否存在设备描述表,如果有尝试释放它。
   If ((h_DC > 0) And (ReleaseDC(h_Wnd, h_DC) = 0)) Then
      Begin
         MessageBox(0, '释放设备描述表失败!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         h_DC := 0;
      End;

   //是否存在窗口句柄,调用 DestroyWindow( hWnd )来尝试销毁窗口
   If ((h_Wnd <> 0) And (Not DestroyWindow(h_Wnd))) Then
      Begin
         MessageBox(0, '无法销毁窗体!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         h_Wnd := 0;
      End;

   // 注销窗口类
   //这允许我们正常销毁窗口,接着在打开其他窗口时,
   //不会收到诸如"Windows Class already registered"(窗口类已注册)的错误消息。
   If (Not UnRegisterClass('OpenGL', hInstance)) Then
      Begin
         MessageBox(0, '无法注销窗口类!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         hInstance := 0;
      End;
End;

//==============================================================================
// 创建OpenGL窗口,
// 带有5个参数:窗口的标题栏,窗口的宽度,窗口的高度,色彩位数(16/24/32),
// 全屏标志(TRUE --全屏模式, FALSE--窗口模式 )。
// 返回的布尔值 窗口是否成功创建。
//==============================================================================

Function glCreateWnd(Width, Height: Integer; Fullscreen: Boolean; PixelDepth:
   Integer): Boolean;
Var
   wndClass         : TWndClass;        // 窗口类
   dwStyle          : DWORD;            // 窗口风格
   dwExStyle        : DWORD;            // 扩展窗口风格
   PixelFormat      : GLuint;           // 象素格式
   h_Instance       : HINST;            // 当前实例
   dmScreenSettings : DEVMODE;          // 设备模式
   pfd              : TPIXELFORMATDESCRIPTOR; //格式描述符

Begin
   h_Instance := GetModuleHandle(Nil);  // 取得窗口的实例
   ZeroMemory(@wndClass, SizeOf(wndClass)); // 初始化内存
   With wndClass Do                     // 设置窗口类
      Begin
         style := CS_HREDRAW Or         // 如果长度变化,
         CS_VREDRAW Or                  // 如果高度变化,就是只要变化就强制重画
         CS_OWNDC; //CS_OWNDC为窗口创建一个私有的DC。这意味着DC不能在程序间共享。
         lpfnWndProc := @WndProc;       // WndProc处理消息
         // cbClsExtra := 0;               // 无额外窗口数据
         // cbWndExtra := 0;               // 无额外窗口数据
         hInstance := h_Instance;       // 设置实例
         //hIcon := LoadIcon(0, IDI_WINLOGO); // 装入缺省图标
         hCursor := LoadCursor(0, IDC_ARROW); //载入鼠标指针
         //hbrBackground := 0;            // GL不需要背景
         //lpszMenuName := '';            // 不需要菜单
         lpszClassName := 'OpenGL';     //设定类名
      End;
   If (RegisterClass(wndClass) = 0) Then // 注册窗体类
      Begin
         MessageBox(0, '注册窗体类失败!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         Result := False;
         Exit
      End;

   // 如果需要全屏的话
   If Fullscreen Then
      Begin
         ZeroMemory(@dmScreenSettings, SizeOf(dmScreenSettings)); // 确保内存分配
         With dmScreenSettings Do
            Begin                       // 设置屏幕设置的参数
               dmSize := SizeOf(dmScreenSettings); // Devmode 结构的大小
               dmPelsWidth := Width;    // 所选屏幕宽度
               dmPelsHeight := Height;  // 所选屏幕高度
               dmBitsPerPel := PixelDepth; // 每象素所选的色彩深度
               dmFields := DM_PELSWIDTH // 设置初始标志为dmPelsWidth
               Or DM_PELSHEIGHT         // dmPelsHeight 和
               Or DM_BITSPERPEL;        // dmBitsPerPel
            End;

         // 转换为全屏模式 ,
         //切换成与dmScreenSettings所匹配模式。
         //CDS_FULLSCREEN 移去了状态条。
         //并保证在来回切换时,没有移动或改变您在桌面上的窗口。
         // 转换为全屏模式
         If (ChangeDisplaySettings(dmScreenSettings, CDS_FULLSCREEN) =
            DISP_CHANGE_FAILED) Then    //转换失败
            Begin
               MessageBox(0, '不能转换为全屏模式!', '错误', MB_OK
                  Or MB_ICONERROR);
               Fullscreen := False;
            End;
      End;

   If (Fullscreen) Then                 // 仍在全屏模式下
      Begin
         dwStyle := WS_POPUP Or         // 没有边框
         WS_CLIPCHILDREN // 要让OpenGL正常运行,这两个属性是必须的。
         Or WS_CLIPSIBLINGS;            //他们阻止别的窗体在我们的窗体内/上绘图。
         dwExStyle := WS_EX_APPWINDOW;  // 窗体可见时处于最前面
         ShowCursor(False);             // 不显示鼠标
      End
   Else                                 //否则
      Begin
         dwStyle := WS_OVERLAPPEDWINDOW Or  //带标题栏、可变大小的边框、菜单和最大/小化按钮
         WS_CLIPCHILDREN Or // 要让OpenGL正常运行,这两个属性是必须的。
         WS_CLIPSIBLINGS;               //他们阻止别的窗体在我们的窗体内/上绘图。
         dwExStyle := WS_EX_APPWINDOW Or // 增强窗体的3D感观
         WS_EX_WINDOWEDGE;              // 边框为凸起
         ShowCursor(false);             // 不显示鼠标
      End;

   //创建一个窗体
   h_Wnd := CreateWindowEx(dwExStyle,   // 扩展窗体风格
      'OpenGL',                         // 类名
      WND_TITLE,                        // 标题
      dwStyle,                          // 窗体属性
      0, 0,                             // 窗体位置
      Width, Height,                    // 窗体大小
      0,                                // 没有父窗体
      0,                                // 没有菜单
      h_Instance,                       // 实例句柄
      Nil);                             // 不向WM_CREATE传递任何东东

   If h_Wnd = 0 Then                    // 创建失败,销毁窗体
      Begin
         glKillWnd(Fullscreen);
         MessageBox(0, '不能创建窗体!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         Result := False;
         Exit;
      End;

   // 描述象素格式
   //选择了通过RGBA(红、绿、蓝、alpha通道)支持OpenGL和双缓存的格式。
   //试图找到匹配选定的色彩深度(16位、24位、32位)的象素格式。
   //最后设置16位Z-缓存。
   //其余的参数要么未使用要么不重要
   //(stencil buffer模板缓存和accumulation buffer聚集缓存除外)。
   With pfd Do
      Begin
         nSize := SizeOf(TPIXELFORMATDESCRIPTOR); // 格式描述符大小
         nVersion := 1;                 // 版本号
         dwFlags := PFD_DRAW_TO_WINDOW  // 格式必须支持窗口
         Or PFD_SUPPORT_OPENGL          // 格式必须支持OpenGL
         Or PFD_DOUBLEBUFFER;           // 必须支持双缓冲
         iPixelType := PFD_TYPE_RGBA;   // 申请 RGBA 格式
         cColorBits := PixelDepth;      // 选定色彩深度
         cRedBits := 0;                 // 忽略的色彩位
         cRedShift := 0;                // 忽略的色彩位
         cGreenBits := 0;               // 忽略的色彩位
         cGreenShift := 0;              // 忽略的色彩位
         cBlueBits := 0;                // 忽略的色彩位
         cBlueShift := 0;               // 忽略的色彩位
         cAlphaBits := 0;               // 无Alpha缓存
         cAlphaShift := 0;              // 忽略Shift Bit
         cAccumBits := 0;               // 无聚集缓存
         cAccumRedBits := 0;            // 忽略聚集位
         cAccumGreenBits := 0;          // 忽略聚集位
         cAccumBlueBits := 0;           // 忽略聚集位
         cAccumAlphaBits := 0;          // 忽略聚集位
         cDepthBits := 16;              // 16位 Z-缓存 (深度缓存)
         cStencilBits := 0;             // 无模板缓存
         cAuxBuffers := 0;              // 无辅助缓存
         iLayerType := PFD_MAIN_PLANE;  // 主绘图层
         bReserved := 0;                // 保留
         dwLayerMask := 0;              // 忽略层遮罩
         dwVisibleMask := 0;            // 忽略层遮罩
         dwDamageMask := 0;             // 忽略层遮罩
      End;
   //得到设备场景描述
   h_DC := GetDC(h_Wnd);
   If (h_DC = 0) Then
      Begin
         glKillWnd(Fullscreen);         // 创建失败,销毁窗体
         MessageBox(0, '不能得到设备场景!', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         Result := False;
         Exit;
      End;

   //找到相应的象素格式
   PixelFormat := ChoosePixelFormat(h_DC, @pfd);
   If (PixelFormat = 0) Then
      Begin
         glKillWnd(Fullscreen);
         MessageBox(0, '找不到合适的格式', '错误', MB_OK
            Or MB_ICONERROR);
         Result := False;
         Exit;
      End;

   //设置像素格式.
   If (Not SetPixelFormat(h_DC, PixelFormat, @pfd)) Then
      Begin
         glKillWnd(Fullscreen);
         MessageBox(0, '无法创建渲染格式', '错误', MB_OK Or
            MB_ICONERROR);
         Result := False;
         Exit;
      End;

   //取得着色描述表
   h_RC := wglCreateContext(h_DC);
   If (h_RC = 0) Then
      Begin
         glKillWnd(Fullscreen);
         MessageBox(0, '无法创建OpenGL 绘制描述表', '错误',
            MB_OK Or MB_ICONERROR);
         Result := False;
         Exit;
      End;

   //已经取得了设备描述表和着色描述表。
   //激活着色描述表
   If (Not wglMakeCurrent(h_DC, h_RC)) Then
      Begin
         glKillWnd(Fullscreen);
         MessageBox(0, 'Unable to activate OpenGL rendering context', 'Error',
            MB_OK Or MB_ICONERROR);
         Result := False;
         Exit;
      End;
   //OpenGL窗口已经创建完成

   // 显示窗体,置于最前
   ShowWindow(h_Wnd, SW_SHOW);          // 显示窗口
   SetForegroundWindow(h_Wnd);          // 略略提高优先级
   SetFocus(h_Wnd);                     // 设置键盘的焦点至此窗口

   glResizeWnd(Width, Height);          // 设置透视 GL 屏幕
   glInit();                            // 初始化新建的GL窗口

   Result := True;
End;

Function WinMain(hInstance: HINST;      //实例
   hPrevInstance: HINST;                // 前一个实例
   lpCmdLine: PChar;                    // 命令行参数
   nCmdShow: Integer                    // 窗口显示状态
   ): Integer; stdcall;
Var
   msg              : TMsg;             // Windowsx消息结构
   finished         : Boolean;          // 用来退出循环的Bool 变量
Begin
   finished := False;

   //应用程序初始化
   //glCreateWnd,创建窗体为800*600
   If Not glCreateWnd(800, 600, false, 32) Then
      Begin
         Result := 0;
         Exit;
      End;

   While Not finished Do
      Begin
         //检查一个线程消息队列,将所选的范围保存到消息纪录中
         //BOOL PeekMessage(
         //             LPMSG lpMsg,          // 消息记录的指针
         //             HWND hWnd,          // 窗口句柄
         //             UINT wMsgFilterMin,  // 第一个消息
         //             UINT wMsgFilterMax,  // 最后一个消息
         //             UINT wRemoveMsg      // 标志    Value        Meaning
         //            );                                  PM_NOREMOVE 处理后保留在消息队列中
         //                                                PM_REMOVE 处理后从消息队列中清除
         //要做的第一件事是检查是否有消息在等待。
         //使用PeekMessage()可以在不锁住我们的程序的前提下对消息进行检查。
         //许多程序使用GetMessage(),也可以很好的工作。
         //但使用GetMessage(),程序在收到paint消息或其他别的什么窗口消息之前不会做任何事。
         If (PeekMessage(msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE)) Then //检查是否有消息
            // wMsgFilterMin,wMsgFilterMax 这两个参数都为0,返回所有可用的消息
            Begin
               If (msg.message = WM_QUIT) Then // 如果是退出消息
                  finished := True      //改变循环条件,退出
               Else
                  Begin                 // 否则处理消息
                     // 翻译消息,然后发送消息,使得WndProc() 或 Windows能够处理他们。
                     TranslateMessage(msg); //翻译消息
                     DispatchMessage(msg); //发送消息
                  End;
            End
         Else                           //如果没有消息,绘制我们的OpenGL场景。
            Begin
               glDraw();                // 重画屏幕

               SwapBuffers(h_DC);       // 交换缓存 (双缓存)

               If (keys[VK_ESCAPE]) Then // 如果按下了ESC键
                  finished := True
            End;
      End;
   glKillWnd(FALSE);                    // 释放窗体
   Result := msg.wParam;                // 退出程序
End;

Begin
   WinMain(hInstance, hPrevInst, CmdLine, CmdShow);
End.