目 錄 16.1
顯示列表概論 16.2
創(chuàng)建和執(zhí)行顯示列表 16.3
管理顯示列表 16.4
多級顯示列表
OpenGL顯示列表（
Display List）是由一組預(yù)先存儲起來的留待以后調(diào)用的OpenGL函數(shù)語句組成的，當(dāng)調(diào)用這張顯示列表時就依次執(zhí)行表中所列出的函數(shù)語句。前面內(nèi)容所舉出的例子都是瞬時給出函數(shù)命令，則OpenGL瞬時執(zhí)行相應(yīng)的命令，這種繪圖方式叫做立即或瞬時方式（
immediate mode）。本章將詳細(xì)地講述顯示列表的基本概論、創(chuàng)建、執(zhí)行、管理以及多級顯示列表的應(yīng)用等內(nèi)容。
16.1、顯示列表概論 16.1.1 顯示列表的優(yōu)勢 OpenGL顯示列表的設(shè)計(jì)能優(yōu)化程序運(yùn)行性能，尤其是網(wǎng)絡(luò)性能。它被設(shè)計(jì)成命令高速緩存，而不是動態(tài)數(shù)據(jù)庫緩存。也就是說，一旦建立了顯示列表，就不能修改它。因?yàn)槿麸@示列表可以被修改，則顯示列表的搜索、內(nèi)存管理的執(zhí)行等開銷會降低性能。
采用顯示列表方式繪圖一般要比瞬時方式快，尤其是顯示列表方式可以大量地提高網(wǎng)絡(luò)性能，即當(dāng)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出繪圖命令時，由于顯示列表駐留在服務(wù)器中，因而使網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)減輕到最小。另外，在單用戶的機(jī)器上，顯示列表同樣可以提高效率。因?yàn)橐坏╋@示列表被處理成適合于圖形硬件的格式，則不同的OpenGL實(shí)現(xiàn)對命令的優(yōu)化程度也不同。例如旋轉(zhuǎn)矩陣函數(shù)glRotate*()，若將它置于顯示列表中，則可大大提高性能。因?yàn)樾D(zhuǎn)矩陣的計(jì)算并不簡單，包含有平方、三角函數(shù)等復(fù)雜運(yùn)算，而在顯示列表中，它只被存儲為最終的旋轉(zhuǎn)矩陣，于是執(zhí)行起來如同硬件執(zhí)行函數(shù)glMultMatrix()一樣快。一般來說，顯示列表能將許多相鄰的矩陣變換結(jié)合成單個的矩陣乘法，從而加快速度。
16.1.2 顯示列表的適用場合 并不是只要調(diào)用顯示列表就能優(yōu)化程序性能。因?yàn)檎{(diào)用顯示列表本身時程序也有一些開銷，若一個顯示列表太小，這個開銷將超過顯示列表的優(yōu)越性。下面給出顯示列表能最大優(yōu)化的場合：
- 矩陣操作
大部分矩陣操作需要OpenGL計(jì)算逆矩陣，矩陣及其逆矩陣都可以保存在顯示列表中。
- 光柵位圖和圖像
程序定義的光柵數(shù)據(jù)不一定是適合硬件處理的理想格式。當(dāng)編譯組織一個顯示列表時，OpenGL可能把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成硬件能夠接受的數(shù)據(jù)，這可以有效地提高畫位圖的速度。
- 光、材質(zhì)和光照模型
當(dāng)用一個比較復(fù)雜的光照環(huán)境繪制場景時，可以為場景中的每個物體改變材質(zhì)。但是材質(zhì)計(jì)算較多，因此設(shè)置材質(zhì)可能比較慢。若把材質(zhì)定義放在顯示列表中，則每次改換材質(zhì)時就不必重新計(jì)算了。因?yàn)橛?jì)算結(jié)果存儲在表中，因此能更快地繪制光照場景。
- 紋理
因?yàn)橛布募y理格式可能與OpenGL格式不一致，若把紋理定義放在顯示列表中，則在編譯顯示列表時就能對格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不是在執(zhí)行中進(jìn)行，這樣就能大大提高效率。
- 多邊形的圖案填充模式
即可將定義的圖案放在顯示列表中。
16.2、創(chuàng)建和執(zhí)行顯示列表 16.2.1 創(chuàng)建顯示列表 OpenGL提供類似于繪制圖元的結(jié)構(gòu)即glBegin()與glEnd()的形式創(chuàng)建顯示列表，其相應(yīng)的函數(shù)為：
void glNewList(GLuint list,GLenum mode);
說明一個顯示列表的開始，其后的OpenGL函數(shù)存入顯示列表中，直至調(diào)用結(jié)束表的函數(shù)（見下面）。參數(shù)list是一個正整數(shù)，它標(biāo)志唯一的顯示列表。參數(shù)mode的可能值有GL_COMPILE和GL_COMPILE_AND_EXECUTE。若要使后面的函數(shù)語句只存入而不執(zhí)行，則用GL_COMPILE；若要使后面的函數(shù)語句存入表中且按瞬時方式執(zhí)行一次，則用GL_COMPILE_AND_EXECUTE。
void glEndList(void);
標(biāo)志顯示列表的結(jié)束。
注意：并不是所有的OpenGL函數(shù)都可以在顯示列表中存儲且通過顯示列表執(zhí)行。一般來說，用于傳遞參數(shù)或返回數(shù)值的函數(shù)語句不能存入顯示列表，因?yàn)檫@張表有可能在參數(shù)的作用域之外被調(diào)用；如果在定義顯示列表時調(diào)用了這樣的函數(shù)，則它們將按瞬時方式執(zhí)行并且不保存在顯示列表中，有時在調(diào)用執(zhí)行顯示列表函數(shù)時會產(chǎn)生錯誤。以下列出的是不能存入顯示列表的OpenGL函數(shù)：
glDeleteLists() glIsEnable()
glFeedbackBuffer() glIsList()
glFinish() glPixelStore()
glGenLists() glRenderMode()
glGet*() glSelectBuffer()
16.2.2 執(zhí)行顯示列表
在建立顯示列表以后就可以調(diào)用執(zhí)行顯示列表的函數(shù)來執(zhí)行它，并且允許在程序中多次執(zhí)行同一顯示列表，同時也可以與其它函數(shù)的瞬時方式混合使用。顯示列表執(zhí)行的函數(shù)形式如下：
void glCallList(GLuint list);
執(zhí)行顯示列表。參數(shù)list指定被執(zhí)行的顯示列表。顯示列表中的函數(shù)語句按它們被存放的順序依次執(zhí)行；若list沒有定義，則不會產(chǎn)生任何事情。下面舉出一個應(yīng)用顯示列表的簡單例子：
例16-1 顯示列表例程（displist.c）
#include "glos.h"
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glaux.h>
void myinit(void);
void drawLine(void);
void CALLBACK display(void);
void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h);
GLuint listName = 1;
void myinit (void)
{
glNewList (listName, GL_COMPILE);
glColor3f (1.0, 0.0, 0.0);
glBegin (GL_TRIANGLES);
glVertex2f (0.0, 0.0);
glVertex2f (1.0, 0.0);
glVertex2f (0.0, 1.0);
glEnd ();
glTranslatef (1.5, 0.0, 0.0);
glEndList ();
glShadeModel (GL_FLAT);
}
void drawLine (void)
{
glColor3f(1.0,1.0,0.0);
glBegin (GL_LINES);
glVertex2f (0.0, 0.5);
glVertex2f (5.0, 0.5);
glEnd ();
}
void CALLBACK display(void)
{
GLuint i;
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f (0.0, 1.0, 0.0);
glPushMatrix();
for (i = 0; i <5; i++)
glCallList (listName);
drawLine ();
glPopMatrix();
glFlush ();
}
void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h)
{
glViewport(0, 0, w, h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (w <= h)
gluOrtho2D (0.0, 2.0, -0.5 * (GLfloat) h/(GLfloat) w, 1.5 * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
else
gluOrtho2D (0.0, 2.0 * (GLfloat) w/(GLfloat) h, -0.5, 1.5); glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}
void main(void)
{
auxInitDisplayMode (AUX_SINGLE | AUX_RGBA);
auxInitPosition (10, 200, 400, 50);
auxInitWindow ("Display List");
myinit ();
auxReshapeFunc (myReshape);
auxMainLoop(display);
} 以上程序運(yùn)行結(jié)果是顯示五個顯示列表中定義的紅色三角形，然后再繪制一條非表中的黃色線段。
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| 圖16-1 顯示列表 |
16.3、管理顯示列表
在上一節(jié)例子中，我們使用了一個正整數(shù)作為顯示列表的索引。但是在實(shí)際應(yīng)用中，一般不采用這種方式，尤其在創(chuàng)建多個顯示列表的情況下。如果這樣做，則有可能選用某個正在被占用的索引，并且覆蓋這個已經(jīng)存在的顯示列表，對程序運(yùn)行造成危害。為了避免意外刪除，可以調(diào)用函數(shù)glGenList()來產(chǎn)生一個沒有用過的顯示列表，或調(diào)用glIsList()來決定是否指定的顯示列表被占用。此外，在管理顯示列表的過程中，還可調(diào)用函數(shù)glDeleteLists()來刪除一個或一個范圍內(nèi)的顯示列表。下面分別介紹這些函數(shù)： GLuint glGenList(GLsizei range);
分配range個相鄰的未被占用的顯示列表索引。這個函數(shù)返回的是一個正整數(shù)索引值，它是一組連續(xù)空索引的第一個值。返回的索引都標(biāo)志為空且已被占用，以后再調(diào)用這個函數(shù)時不再返回這些索引。若申請索引的指定數(shù)目不能滿足或range為0則函數(shù)返回0。
GLboolean glIsList(GLuint list);
詢問顯示列表是否已被占用的情況。若索引list已被占用，則函數(shù)返回TURE；反之，返回FAULSE。
void glDeleteLists(GLuint list,GLsizei range);
刪除一組連續(xù)的顯示列表，即從參數(shù)list所指示的顯示列表開始，刪除range個顯示列表，并且刪除后的這些索引重新有效。若刪除一個沒有建立的顯示列表則忽略刪除操作。
當(dāng)建立一個與已經(jīng)存在的顯示列表索引相同的顯示列表時，OpenGL將自動刪除舊表。這一節(jié)舉個例子來說，如果將上一節(jié)程序/***.c*/中所創(chuàng)建的顯示列表改為以下代碼：
listIndex=glGenLists(1);
if(listIndex!=0)
{
glNewList(listIndex,GL_COMPILE);
...
glEndList();
}
那么，這個程序?qū)⒏觾?yōu)化實(shí)用。讀者自己不妨試試，同時還可用它多創(chuàng)建幾個顯示列表，或者再刪除一個，看看效果怎樣？
16.4、多級顯示列表
多級顯示列表的建立就是在一個顯示列表中調(diào)用另一個顯示列表，也就是說，在函數(shù)glNewList()與glEndList()之間調(diào)用glCallList()。多級顯示列表對于構(gòu)造由多個元件組成的物體十分有用，尤其是某些元件需要重復(fù)使用的情況。但為了避免無窮遞歸，顯示列表的嵌套深度最大為64（也許更高些，這依賴于不同的OpenGL實(shí)現(xiàn)），當(dāng)然也可調(diào)用函數(shù)glGetIntegerv()來獲得這個最大嵌套深度值。
OpenGL在建立的顯示列表中允許調(diào)用尚未建立的表，當(dāng)?shù)谝粋€顯示列表調(diào)用第二個并沒 定義的表時，不會發(fā)生任何操作。另外，也允許用一個顯示列表包含幾個低級的顯示列表來模擬建立一個可編輯的顯示列表。如下一段代碼：
glNewList(1,GL_COMPILE);
glVertex3fv(v1);
glEndList();
glNewList(2,GL_COMPILE);
glVertex3fv(v2);
glEndList();
glNewList(3,GL_COMPILE);
glVertex3fv(v3);
glEndList();
glNewList(4,GL_COMPILE);
glBegin(GL_POLYGON);
glCallList(1);
glCallList(2);
glCallList(3);
glEnd();
glEndList();
這樣，要繪制三角形就可以調(diào)用顯示列表4了，即調(diào)用glCallList(4)；要編輯頂點(diǎn)，只需重新建立相應(yīng)的該頂點(diǎn)顯示列表。