在VS2008中开发和移动OpenGl程序的方法*

仲兰芬

(包头师范学院数学科学学院，内蒙古包头014030)

在VS2008中开发和移动OpenGl程序的方法*

仲兰芬

(包头师范学院数学科学学院，内蒙古包头014030)

以VS2008为例，说明了.NET环境下使用OpenGL开发应用程序的技术方法，并进一步说明了如何通过控件PictureBox简化程序界面设计。还介绍了如何将VC++环境下的OpenGL程序移动到.NET坏境下的方法和注意事项。

OpenGL;.NET;csgl动态链接库文件;绘制环境

1 概述

OpenGL(Open Graphics Library)是图形硬件的一个软件接口，是一种快速、高质量的3D图形软件。它提供了近120个绘制点、线和多边形等3D图形的命令，可以完成绘制物体、变换、光照处理、着色、反走样、融合、雾化、位图和图像、纹理映射、动画等基本操作，通过把这一系列基本操作进行组合，可以构造更复杂的3D物体和描绘丰富多彩、千变万化的客观世界［1］。在C++环境中实现OpenGL的技术已经非常成熟，其中OpenGL与Visual C++6.0结合的开发比较多。.NET系列的开发平台具有语法更加简洁，调试更加容易，且应用程序开发更加快速，尤其是界面设计较Visual C++6.0更丰富，高效，简单的特点。而在.NET framework中没有提供Open－GL API的接口，在文献［1］［2］中叙述了.NET环境下利用OpenGL库开发程序的基本步骤和方法。本文以Visual Studio C#2008.net(VS2008)开发平台为例，更加详细说明了使用OpenGL API的技术方法，并介绍将Visual C++6.0(VS6.0)平台下的利用OpenGL图形库开发的程序移植到.NET平台下的方法，方便开发人员升级程序。

2 开发基本方法

2.1 建立对OpenGL库的引用

在.Net framework中没有提供OpenGL ApI托管接口，第三方软件CSGL［3］提供了新的OpenGL动态链接库文件csgl－opengl.dll(包括csgl.dll和csglnative.dll两个文件)，在C#中通过调用这个文件，就可以实现OpenGL所提供的强大的图形绘制功能。CSGL的下载地址http://sourceforge.net/projects/csgl/files/，相关内容的中文的学习网站有http:// blog.sina.com.cn/s/blog_4b94ff130100evua.html等。下载后把csgl－opengl.dll复制到c:windowssystem32下，在Microsoft Visual Studio C#2008中建立一个Windows应用程序项目，在该项目Reference里将csgl－opengl.dll添加引用。在将要建立的程序命名空间中添加using CsGL.OpenGL后就完成对OpenGL库的引用，可以使用库中的函数进行绘图了。

2.2 初始化OPenGL绘图环境

在VS2008中生成一个Windows应用程序时，应用程序向导会生成表单类(Form1)，该表单类窗体就是应用程序的绘制表面，但是由于OpenGL需要使用自己的特殊绘制环境，所以还需要生成一个绘制环境类。该类需从CsGL.OpenGL.OpenGLControl类派生，因为OpenGLControl类中定义了设备初始化函数InitGLContext、场景绘制函数glDraw、双缓存交换函数SwapBuffers以及窗口大小改变时的重绘函数OnSizeChanged等初始化函数，详细的设计步骤可参阅文献［1，2，3］，在此补充屏幕刷新和键盘控制的内容。

在VS2008中建立Windows应用程序，并自定义类OpenglView类，基类为CsGL.OpenGL.OpenGLControl，用于建立OpenGL绘图环境。除了使用函数InitGLContext、glDraw和OnSizeChanged完成绘制环境的初始化外［2］，使用下面的方法实现窗口刷新和键盘控制。

屏幕刷新方法:

(1)在OpenglView类中创建一个窗口重绘计时器对象:

(2)在OpenglView类的构造函数中初始化计时器:

(3)创建窗口重绘计时器回调函数，每10ms刷新一次OpenGL窗口。

键盘控制方法:

(1)在OpenglView类中创建按键响应回调函数。

(2)修改表单属性Form1.KeyPreview=TRUE，确定窗体上的键盘控件事件已经向窗体注册。并初始化窗体键盘事件的回调函数，代码如下。

2.3 简化界面设计

在Visual C++6.0环境下开发程序的人共有的经验是该平台的界面设计较复杂，再加上OpenGL API的使用有其特殊的绘制环境要求，比如，要求特殊的像素格式、渲染上下文和双缓存机制等，使得程序员将过多的精力放在界面设计和OpenGL绘图环境的创建上，从而产生使用OpenGL API很困难的感觉。

图1:使用PictureBox作为显示表面

在CsGL.OpenGL.OpenGLControl类中定义了创建绘制环境的函数，一般无需重写这个函数就能够完成OpenGL绘制环境的创建任务，所以在VS2008平台上仅需要考虑如何初始化绘制环境［参见本文2.2］。另外该平台界面设计简单，所见即所得，可大大提高开发效率。需要注意的是:一般不直接使用OpenglView类中的Form1对象作为绘制表面，而是在Form1上添加PictureBox作为OpenGL绘制环境的绘制表面，这样方便多样化界面的设计。例如图1，在Form1上添加控件PicturBox(pictureBox1)和Button(button1)后，设计button1的单击事件代码如下:

图2为作者设计的一个软件界面图，表单中创建了3个PictureBox控件，作为OpenGL的绘制表面。

图2:使用多个PictureBox的界面

3 移动已有程序方法

将在VS6.0下开发的程序移动到VS2008的平台上修改的话，需要注意的问题有三个方面。首先对OpenGL绘图环境的设置需要“对号入座”，并且对CsGL.OpenGL.OpenGLControl已经完成的初始化部分不再重复设置。还有就是需要将所有调用的OpenGL函数名和常量参数前要添加GL进行限定［1］。最后，就是由于C#的类型检查机制严格，需要修改VS6.0下代码中使用指针的内容。以下以VS6.0中基于单文档的OpenGL程序为例详细说明代码的移动过程。如图3。

图3:代码移动

在单文档中绘制OpenGL图形，需要在单文档窗口的创建过程中设置OpenGL要求的像素格式，窗口属性风格和设备描述表，及在单文档视图类函数OnCreate()(图3①)中完成创建OpenGL绘图设备环境的工作。在VS2008中在CsGL.OpenGL. OpenGLControl类中定义了创建绘图环境的函数，所以OnCreate()中的代码无需移动。需要移动的就是绘制环境初始化和绘制代码。对于灯光、材质和纹理等(图3④)的初始化可移动到OpenglView.Init－GLContext()函数;对于窗口缩放时图形变换的设置及单文档视图类OnSize()(图3③)函数中的代码可移动到OpenglView.OnSizeChanged()函数中;单文档视图类OnDraw()(图3②)中绘图代码对应移动到OpenglView.glDraw()中。

4 总结

以上介绍了VS2008平台上使用OpenGL图形库开发程序的技术方法，和将已有的VS6.0平台下的OpenGL程序移动到VS2008平台的基本方法和注意事项。基于C#语言和VS2008平台的优良特性，OpenGL命令的使用将更为简洁和高效。

［1］王家华，李宪.C#开发OpenGL的图形绘制方法研究［J］.现代电子技术，2007，24.

［2］高明向，陈定.OpenGL建模技术在C#中的实现［J］.武汉理工大学学报，2005，7(1):65－68.

［3］潘敏，何宗斌.在C#中结合OpenGL实现MIT－MTT套损检测三维成像软件开发［J］.计算机光盘软件与应用，2013，6.

Programing and Transplanting Programs with VS2008 and OpenGL

ZHONG Lan－Fen
(Department of Mathematics，Baotou Teachers College;Baotou 014030)

We illustrate how to program with.NET and OpenGL，and how to simplify a software interface designing with the PictureBox being added in the interface，als show the method about transplanting a program form VC+ +programing enviroment to.NET envirmment All sample programs in this paper is edited on VS2008.

OpenGL;NET;csgl Dynamic_link library file;Device Context

TP311

A

1004－1869(2014)01－0040－04

2013－12－17

内蒙古自治区自然科学基金项目(2011MS0901);内蒙古高等学校科学研究项目(NJZZ11142，NJZY12113)

仲兰芬(1975－)，女，内蒙古巴彦淖尔人，硕士，副教授，研究方向:计算机图形学。