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(jí)顯示列表
OpenGL顯示列表（
Display List）是由一組預(yù)先存儲(chǔ)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(shí)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(shí)給出函數(shù)命令，則OpenGL瞬時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的命令，這種繪圖方式叫做立即或瞬時(shí)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(jí)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(shì) 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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)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(huì)降低性能。
采用顯示列表方式繪圖一般要比瞬時(shí)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(shí)，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(duì)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(jiǎn)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(chǔ)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(gè)的矩陣乘法，從而加快速度。
16.1.2 顯示列表的適用場(chǎng)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(shí)程序也有一些開銷，若一個(gè)顯示列表太小，這個(gè)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(chǎng)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(gè)顯示列表時(shí)，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(gè)比較復(fù)雜的光照環(huán)境繪制場(chǎng)景時(shí)，可以為場(chǎng)景中的每個(gè)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(shí)就不必重新計(jì)算了。因?yàn)橛?jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在表中，因此能更快地繪制光照?qǐng)鼍啊?BR>
- 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(shí)就能對(duì)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(gè)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(gè)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(shí)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(chǔ)且通過顯示列表執(zhí)行。一般來說，用于傳遞參數(shù)或返回?cái)?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(shí)調(diào)用了這樣的函數(shù)，則它們將按瞬時(shí)方式執(zhí)行并且不保存在顯示列表中，有時(shí)在調(diào)用執(zhí)行顯示列表函數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)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(shí)也可以與其它函數(shù)的瞬時(shí)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(huì)產(chǎn)生任何事情。下面舉出一個(gè)應(yīng)用顯示列表的簡(jiǎn)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(gè)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(gè)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(gè)顯示列表的情況下。如果這樣做，則有可能選用某個(gè)正在被占用的索引，并且覆蓋這個(gè)已經(jīng)存在的顯示列表，對(duì)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(gè)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(gè)或一個(gè)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(gè)相鄰的未被占用的顯示列表索引。這個(gè)函數(shù)返回的是一個(gè)正整數(shù)索引值，它是一組連續(xù)空索引的第一個(gè)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(gè)函數(shù)時(shí)不再返回這些索引。若申請(qǐng)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(gè)顯示列表，并且刪除后的這些索引重新有效。若刪除一個(gè)沒有建立的顯示列表則忽略刪除操作。
當(dāng)建立一個(gè)與已經(jīng)存在的顯示列表索引相同的顯示列表時(shí)，OpenGL將自動(dòng)刪除舊表。這一節(jié)舉個(gè)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(gè)程序?qū)⒏觾?yōu)化實(shí)用。讀者自己不妨試試，同時(shí)還可用它多創(chuàng)建幾個(gè)顯示列表，或者再刪除一個(gè)，看看效果怎樣？
16.4、多級(jí)顯示列表
多級(jí)顯示列表的建立就是在一個(gè)顯示列表中調(diào)用另一個(gè)顯示列表，也就是說，在函數(shù)glNewList()與glEndList()之間調(diào)用glCallList()。多級(jí)顯示列表對(duì)于構(gòu)造由多個(gè)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(gè)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€(gè)顯示列表調(diào)用第二個(gè)并沒 定義的表時(shí)，不會(huì)發(fā)生任何操作。另外，也允許用一個(gè)顯示列表包含幾個(gè)低級(jí)的顯示列表來模擬建立一個(gè)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。