为什么这个 OpenGL + WIN32 代码会产生垂直线？

Question

需要明确的是，我已经广泛测试了这段代码，发现问题出在 WGL 代码之前编写的代码中。正是在 WIN32 代码中。现在我认为这可能部分是由调用 gluOrth2D 引起的，但即便如此，据我所知，这不应该是主要原因。我可能会自己通过搞乱东西来解决这个问题，但考虑到这个问题（发生在一个更大的项目中）已经占用了我很多时间，我认为值得发布这个，以防其他人遇到同样的问题。我希望得到解释以及修复/更正。

#include <GL/glew.h>
#include <glfw3.h>
#define GLFW_EXPOSE_NATIVE_WGL
#define GLFW_EXPOSE_NATIVE_WIN32
#include <glfw3native.h>

constexpr int width = 1000, height = 1000;

bool running = true;

LRESULT CALLBACK WIN32_processMessage(HWND hwnd, UINT msg,
    WPARAM wparam, LPARAM lparam)
{
    return DefWindowProcA(hwnd, msg, wparam, lparam);
}

int main()
{
    HINSTANCE hinst = GetModuleHandleA(NULL);

    HICON icon = LoadIcon(hinst, IDI_APPLICATION);
    
    WNDCLASSA* wc = (WNDCLASSA*)memset(malloc(sizeof(WNDCLASSA)), 0, sizeof(WNDCLASSA));
    if (wc == NULL)
    {
        return -1;
    }

    wc->style = CS_DBLCLKS;
    wc->lpfnWndProc = WIN32_processMessage;
    wc->cbClsExtra = 0;
    wc->cbWndExtra = 0;
    wc->hInstance = hinst;
    wc->hIcon = icon;
    wc->hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wc->hbrBackground = NULL;
    wc->lpszClassName = "toast_window_class";

    if (!RegisterClassA(wc))
    {
        return 1;
    }

    UINT32 windowX = 100;
    UINT32 windowY = 100;
    UINT32 windowWidth = width;
    UINT32 windowHeight = height;

    UINT32 windowStyle = WS_OVERLAPPED | WS_SYSMENU | WS_CAPTION;
    UINT32 windowExStyle = WS_EX_APPWINDOW;

    windowStyle |= WS_MAXIMIZEBOX;
    windowStyle |= WS_MINIMIZEBOX;
    windowStyle |= WS_THICKFRAME;

    RECT borderRect = { 0,0,0,0 };
    AdjustWindowRectEx(&borderRect, windowStyle, 0, windowExStyle);

    windowX += borderRect.left;
    windowY += borderRect.top;

    windowWidth += borderRect.right - borderRect.left;
    windowWidth += borderRect.bottom - borderRect.top;

    HWND window = CreateWindowExA(windowExStyle, "toast_window_class", (LPCSTR)"test",
        windowStyle, windowX, windowY, windowWidth, windowHeight, 0, 0, hinst, 0);

    if (window == 0)
    {
        return 2;
    }

    bool shouldActivate = true;
    const int showWindowCommandFlags = shouldActivate ? SW_SHOW : SW_SHOWNOACTIVATE;

    ShowWindow(window, showWindowCommandFlags);

    // WGL -----------------------------------------------------------
    HDC device = GetDC(window);

    PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd;
    pfd.nSize = sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR);
    pfd.nVersion = 1;
    pfd.dwFlags = PFD_DRAW_TO_WINDOW | PFD_SUPPORT_OPENGL | PFD_DOUBLEBUFFER;
    pfd.iPixelType = PFD_TYPE_RGBA;
    pfd.cColorBits = 32;
    pfd.cAlphaBits = 0;
    pfd.cAccumBits = 0;
    pfd.cDepthBits = 0;
    pfd.cStencilBits = 0;
    pfd.cAuxBuffers = 0;
    pfd.iLayerType = PFD_MAIN_PLANE;

    SetPixelFormat(device, ChoosePixelFormat(device, &pfd), &pfd);

    HGLRC render = wglCreateContext(device);

    wglMakeCurrent(device, render);

    // GLEW ---------------------------------------------------------

    const GLint res = glewInit();

    if (GLEW_OK != res)
    {
        return 1;
    }

    // setup OpenGL --------------------------------------------------
    gluOrtho2D(0, width, 0, height);

    // main loop -----------------------------------------------------
    while (running)
    {
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // rendering
        glBegin(GL_POINTS);
        for (int x = 10; x < width - 10; ++x)
        {
            for (int y = 10; y < height - 10; ++y)
            {
                glVertex2f(x, y);
            }
        }
        glEnd();

        SwapBuffers(device);
    }

    return 0;
}

Answer 1

不要用于GL_POINTS逐像素绘制图像。

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其一，由于 OpenGL、其实现和现代 GPU 的工作方式，这可能是最低效的方法（在任何系统、任何配置下）。相反，如果使用 OpenGL \xe2\x80\x93 创建所需大小的 2D 数组，根据需要填充像素值，然后将图片加载到纹理中并绘制纹理四边形，或者更好一个覆盖您使用 裁剪的三角形的矩形glScissor。

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回到点对点绘图问题。您遇到的问题本质上是舍入错误以及 OpenGL 在模型视图空间、投影空间到 NDC 以及最后视口之间转换的方式。顺便说一句，您没有调用glViewport，因此不会考虑窗口大小的任何调整。

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调用glOrtho2D将设置转换矩阵（在您的情况下是模型视图，因为您没有费心切换到投影矩阵），以便范围内的坐标[0; width]\xc3\x97[0; height]将映射到 NDC 坐标[-1; 1]\xc3\x97[-1; 1]。这些范围是封闭的，即它们确实包括其极限值。然而，像素网格中的像素在整数范围内寻址，该范围的末尾是开放的（即\xe2\x84\xa4\xc2\xb2\xe2\x88\xa9[0; width(\xc3\x97[0; height(）。这意味着，如果您在不进行调整的情况下使用正交投影的视口范围，则像素索引和 OpenGL 坐标之间会存在微小的差异。作为练习，我将把它留给您来计算出要进行何种调整的数学计算（提示，您必须减去某些 glOrtho 参数的视口范围的某个小数值）。

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现在，对于某些窗口大小，您不会注意到这个问题，因为对于您放入 OpenGL 中的所有“像素”位置，舍入会强制它们朝向您想要的像素位置。但对于其他窗口大小，对于某些坐标值，舍入会以相反的方式进行，并且您将保留列和/或行不变。这会导致您有时看到的线条。

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