[译]GLUT教程 - 游戏模式

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根据GLUT官网的说明,GLUT的游戏模式是为开启高性能全屏渲染而设计的.有些GLUT功能像弹出菜单和子窗体会因为增强性能而关闭.本节介绍GLUT的游戏模式.关于这个主题的教程和代码是可用的.由于我找不到官方文档,也没有其它教程关于这个主题,所以我不保证这节所有的内容都是对的.我建了一堆测试例子来尝试分析游戏模式的工作原理,但毕竟不同硬件的测试有限,所以会存在一些偏差和误差状况.如果你在运行本节代码时遇到问题,可以留言给我.如果你已经找到问题所在,希望留言告诉我去修复,感谢.

首先要定义游戏模式的设置,例如全屏.该设置包括屏幕分辨率,像素深度和刷新频率.换句话说,我们可以设置任意分辨率,也就是说,我们并不局限于设置当前分辨率下的全屏模式.
全屏模式的设置是用一个字符串来指定.格式如下:

“WxH:Bpp@Rr”

W - 屏幕宽度的像素

H - 屏幕高度的像素

Bpp - 每个像素的比特数

Rr - 垂直刷新的速率,单位是赫兹(hz)

在进行下一步之前,注意这些设置只是请求到硬件.如果指定的模式是不可用,设置会被忽略.

例如:

"800x600:32@100" - 屏幕大小800x600; 32位真色彩; 100赫兹 垂直刷新

"640x480:16@75" - 屏幕大小640x480; 16位真色彩; 75赫兹

设置好所有组件会有点紧张.虽然我们通常会有清晰的想法关于屏幕分辨率,但有时又会需要一个特别的颜色模型,刷新率是微妙的.幸运的是我们不用设置完所有项.我们留空一些项让GLUT填满它们.下面这字符串模板用来设置需要的全屏设置是允许的:

“WxH”

“WxH:Bpp”

“WxH@Rr”

“@Rr”

“:Bpp”

“Bpp:@Rr”

基本上GLUT可以控制所有组合,只要保持好它们的顺序.所以把每个像素的比特数移到刷新率前面是不允许的.

考虑如果我们只想设置屏幕分辨率但不想关心像素深度和刷新率,这时我们可以写"800x600".

如果我们只想在当前分辨率设置到全屏模式,但不想用32位的像素深度,我们可以写":32".

这些例子不能表达完全屏设置字符串的全部功能.我们可以使用上面演示的任意字符串模板.

首先我们告诉GLUT全屏模式的设置.GLUT的函数glutGameModeString原型如下:

void glutGameModeString(const char *string);

string - 跟以上例子类似的设置字符串

GLUT会验证glutGameModeString的变量.虽然该函数不会返回错误码,但是我们可以检查模式是否ok.GLUT提供了一个函数来检查,在其它可能性中,允许我们检查指定模式的可行性.原型如下:

int glutGameModeGet(GLenum info);

info - 请求的信息

为了检查提供的模式是否有效,info参数会提供一个常量值: GLUT_GAME_MODE_POSSIBLE.

在这个例子中,返回值表示了指定模式的可行性,非零值表示ok.注意GLUT的官网上警告说,即使检查是有效,但也不保证屏幕会成功更新.

假定我们得到一个非零的返回值,我们可以利用glutEnterGameMode函数进入或至少可以尝试进入游戏模式.函数会准确的设置屏幕到指定配置,只要是可行的.原型如下:

void glutEnterGameMode(void);

在main函数中初始化一个GLUT应用程序进入800乘600的游戏模式的话,可以这样设置:

int main(int argc, char **argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);

/*    glutInitWindowPosition(100,100);
    glutInitWindowSize(640,360);
    glutCreateWindow("SnowMen from Lighthouse3D");
*/
    // setting the game mode replaces the above
    // calls to set the window size and position.
    glutGameModeString("800x600:32");
    // enter full screen
    if (glutGameModeGet(GLUT_GAME_MODE_POSSIBLE))
        glutEnterGameMode();
    else {
        printf("The select mode is not available\n");
        exit();
    }

    // register all callbacks
    init();

    glutMainLoop();

    return ;
}}

init函数会注册所有OpenGL用于初始化所需的回调函数,我们可以像这样写:

void init() {

    // register callbacks
    glutDisplayFunc(renderScene);
    glutReshapeFunc(changeSize);
    glutIdleFunc(renderScene);

    glutIgnoreKeyRepeat();
    glutKeyboardFunc(processNormalKeys);
    glutSpecialFunc(pressKey);
    glutSpecialUpFunc(releaseKey);
    glutMouseFunc(mouseButton);
    glutMotionFunc(mouseMove);

    // OpenGL init
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glEnable(GL_CULL_FACE);
}

我们想要程序可以在游戏模式和窗体模式之间切换.下面代码声明了程序以窗体模式启动.用户可以按F1来切换到游戏模式,按F6再切换回窗体模式.这种情况下main函数必须定好窗体属性,注册回调和进入到主循环.

在我们执行代码前,先告知glut离开游戏模式.

void glutLeaveGameMode(void);

该函数会处理用来切换模式的特殊键.下面这个函数演示了需要的操作:

void pressKey(int key, int x, int y) {

    switch (key) {
        ...
        case GLUT_KEY_F1:  

            // define resolution, color depth
            glutGameModeString("640x480:32");
            // enter full screen
            if (glutGameModeGet(GLUT_GAME_MODE_POSSIBLE)) {

                glutEnterGameMode();

                // register callbacks again
                init();
            }
            break;
        case GLUT_KEY_F6:
            // return to default window
            glutLeaveGameMode();
            break;
    }
}

在上面函数中有个非常重要的细节,就是当我们用glutEnterGameMode函数进入游戏模式时,我们必须再次注册回调函数,并且重定义OpenGL的上下文.游戏模式就像一个新窗体,拥有不同的OpenGL和GLUT上下文.这会导致窗体模式下的回调函数在游戏模式下失效.为了可以在游戏模式下使用必须重新注册回调函数.除此之外,OpenGL上下文需要重新定义.例如显示列表.

GLUT是一个非常厉害的API(接口库),例如它可以让程序员查询当前事务的属性.GLUT有一个特殊的函数来查询游戏模式的状态设置,glutGameModeGet.该函数的原型在上面已经介绍过,在我们提及适合的变量值GLUT_GAME_MODE_POSSIBLE的时候.

这里有几个会用到的变量提供给 glutGameModeGet,覆盖了所有正确游戏模式编程的需求.各种情况的返回值如下:

GLUT_GAME_MODE_ACTIVE - 如果程序正运行在游戏模式下,glutGameModeGet会返回非零值,如果在窗体模式下会返回0.

GLUT_GAME_MODE_POSSIBLE - 上面已经说过了,这个是用来测试游戏模式设置的配置字符串的.最好在进入游戏模式前调用glutGameModeGet获取该值.

GLUT_GAME_MODE_DISPLAY_CHANGED - 上面已经说过了,进入游戏模式时不能保证显示模式真的被改变了.该值可以用于测试是否真的进入了游戏模式.如果已经处于游戏模式下,我们也可以利用该值来检测设置是否被改变.

GLUT_GAME_MODE_WIDTH - 返回屏幕的宽度

GLUT_GAME_MODE_HEIGHT - 返回屏幕的高度

GLUT_GAME_MODE_PIXEL_DEPTH - 返回当前模式每个像素使用的比特数

GLUT_GAME_MODE_REFRESH - 实际刷新率,单位是赫兹(Hz)

最后4个选项只有在游戏模式下有意义.如果最后传入游戏模式设置的字符串无效,这些选项会引发glutGameModeGet返回-1,就算我们已经处于游戏模式下也是.例如如果我们已经以游戏模式运行程序且分辨率是640乘480,如果这是请求更改为1600乘1200,实际硬件配置不支持该模式,GLUT便不会更改分辨率,游戏模式会继续处于640乘480的分辨率下.然而这是如果查询当前高度,会得到-1而不是480,即使实际高度是480.

下面代码演示了glutGameModeGet函数的使用.

if (glutGameModeGet(GLUT_GAME_MODE_ACTIVE) == )
        sprintf(currentMode,"Current Mode: Window");
    else
        sprintf(currentMode,
            "Current Mode: Game Mode %dx%d at %d hertz, %d bpp",
            glutGameModeGet(GLUT_GAME_MODE_WIDTH),
            glutGameModeGet(GLUT_GAME_MODE_HEIGHT),
            glutGameModeGet(GLUT_GAME_MODE_REFRESH_RATE),
            glutGameModeGet(GLUT_GAME_MODE_PIXEL_DEPTH));

下一节会提供完整代码.