QOpenGLFunctions_2_1 与 OpenGL 的区别
核心区别：Qt 封装器 vs. 图形标准
OpenGL 是一种用于渲染 2D 和 3D 向量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口（API）规范。它本身不是一个可执行文件或库，而是一系列函数的标准定义。你的显卡驱动程序提供了这个标准的具体实现。
QOpenGLFunctions_2_1 是 Qt 框架提供的一个 C++ 类。它的主要目的是帮助你在 Qt 应用中安全、方便地使用 OpenGL 2.1 版本的函数。
你可以把它想象成一个遥控器：
- OpenGL 是你的电视机（功能强大的底层硬件和软件）。
QOpenGLFunctions_2_1是一个精心设计的遥控器，它让你能够轻松、安全地控制电视机的特定功能（OpenGL 2.1 功能），而无需自己去处理复杂的电源线和内部电路。
详细对比
| 特 性 | QOpenGLFunctions_2_1 | OpenGL (标准) |
|---|---|---|
| 本质 | 一个 C++ 类 | 一个图形 API 规范 |
| 所属 | Qt 框架 | Khronos Group（标准制定者） |
| 作用 | 封装和加载 OpenGL 函数指针 | 定义了一套用于渲染的函数集合 |
| 版本 | 对应 OpenGL 2.1 和 OpenGL ES 2.0 | 拥有多个版本（如 1.x, 2.1, 3.x, 4.x, 4.6等） |
| 管线 | 仅支持固定管线（Fixed-Function Pipeline） | 早期版本支持固定管线，现代版本（3.1+）主推可编程管线（Programmable Pipeline） |
| 使用方式 | 在 QOpenGLWidget 中继承并调用 initializeOpenGLFunctions() 方法后，即可直接使用 gl* 函数，无需手动加载。 | 你需要通过显卡驱动程序提供的特定机制（如 GLAD、GLEW 或 Qt 提供的类）来获取函数指针，才能调用它们。 |
| 移植性 | 跨平台，由 Qt 负责处理底层差异。 | 规范是跨平台的，但你需要依赖具体平台的工具来访问它。 |
总结
QOpenGLFunctions_2_1 实际上是 Qt 为你提供的一座“桥梁”，它将你编写的 C++ 代码与底层的 OpenGL 标准实现连接起来。
当你使用 QOpenGLFunctions_2_1 时，你调用的 glBegin()、glVertex3f() 等函数，实际上是这个类在幕后帮你找到了显卡驱动程序中对应的函数地址，并进行了调用。这使得你的代码更加简洁，并且确保了在不同操作系统上的兼容性。
简而言之，你不能“使用”OpenGL，你只能使用一个实现了 OpenGL 规范的库或类。而 QOpenGLFunctions_2_1 就是 Qt 为你提供的最方便、最常用的一个。
简单流程：
1、继承QOpenGLFunctions_2_1(OpenGL 2.1 功能)
2、初始化 initializeGL()，核心initializeOpenGLFunctions()，必须调用初始化所有opengl2.1的指针
3、处理窗口尺寸变化
- 函数会在窗口第一次显示或每次被调整大小时被调用。在这里，你应该设置你的视口（Viewport）和投影矩阵（Projection Matrix），以确保场景能够正确地适配窗口的宽高比。
4、paintGL() 函数是你的主渲染循环。Qt 会在需要更新窗口内容时自动调用它。你所有的绘制逻辑都应该放在这里。
5、画图形，立方体的绘制逻辑
一个立方体由 6 个面组成，每个面都是一个四边形。如果使用
GL_QUADS，每个面需要 4 个顶点。如果使用GL_TRIANGLES，每个面需要 6 个顶点（两个三角形）。在QOpenGLFunctions_2_1的示例中，使用GL_QUADS是最直观的方式。下面是
drawCube()函数的实现细节：
- 开始绘制：调用
glBegin(GL_QUADS)，告诉 OpenGL 接下来我们将要定义四边形。- 定义每个面：
- 为每个面设置一个唯一的颜色 (
glColor3f)。- 按逆时针或顺时针顺序定义该面的 4 个顶点 (
glVertex3f)。这个顺序很重要，因为它决定了面的“正面”（Face Culling，如果你启用了这个功能）。
- 结束绘制：调用
glEnd()，结束四边形的定义。
代码：
myopenglwidget.h
#ifndef MYOPENGLWIDGET_H
#define MYOPENGLWIDGET_H
#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions_2_1>
#include <QTimerEvent>
#include <QKeyEvent>
const double M_PI = 3.14159265358979323846;// 继承 QOpenGLWidget 和 QOpenGLFunctions_2_1
// 这样我们既可以使用 Qt 的 OpenGL 窗口，又可以直接调用 OpenGL 2.1 的函数
class MyOpenGLWidget : public QOpenGLWidget, protected QOpenGLFunctions_2_1
{Q_OBJECTpublic:explicit MyOpenGLWidget(QWidget *parent = nullptr) : QOpenGLWidget(parent) {// 启用计时器以实现动画效果startTimer(16); // 大约 60 FPSm_angle = 0.0f;}protected:// 初始化 OpenGL 状态void initializeGL() override {// 必须调用此函数，它会加载 QOpenGLFunctions_2_1 提供的所有函数指针initializeOpenGLFunctions();// 设置背景色为深蓝色glClearColor(0.2f, 0.2f, 0.4f, 1.0f);// 启用深度测试，以确保正确的 3D 渲染效果glEnable(GL_DEPTH_TEST);}// 处理窗口尺寸变化void resizeGL(int w, int h) override {// 设置视口大小，使其与窗口尺寸匹配glViewport(0, 0, w, h);// 选择投影矩阵glMatrixMode(GL_PROJECTION);// 重置矩阵为单位矩阵glLoadIdentity();// 设置透视投影// fovy: 视野角度, aspect: 宽高比, zNear: 近剪裁平面, zFar: 远剪裁平面// 这里我们使用一个简单的透视投影来模拟3D效果GLdouble aspect = (GLdouble)w / (GLdouble)h;gluPerspective(45.0, aspect, 0.1, 100.0);}// 绘制场景void paintGL() override {// 清空颜色缓冲区和深度缓冲区glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);// 选择模型视图矩阵glMatrixMode(GL_MODELVIEW);// 重置矩阵glLoadIdentity();// 将模型平移到屏幕中央glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f);// 根据角度旋转模型，实现动画效果glRotatef(m_angle, 1.0f, 1.0f, 0.0f);// 使用固定管线绘制一个彩色立方体drawCube();}// 绘制立方体的辅助函数void drawCube() {glBegin(GL_QUADS);// 前面glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); // 红色glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);// 后面glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); // 绿色glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f);glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);// 顶部glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); // 蓝色glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f);// 底部glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f); // 黄色glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);// 右侧glColor3f(1.0f, 0.0f, 1.0f); // 品红glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f);glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);// 左侧glColor3f(0.0f, 1.0f, 1.0f); // 青色glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f);glEnd();}// 计时器事件处理器void timerEvent(QTimerEvent *event) override {// 每次定时器触发时，增加旋转角度m_angle += 1.0f;// 请求重新绘制，这将触发 paintGL()update();}private:float m_angle; // 旋转角度// gluPerspective 的实现，QOpenGLFunctions_2_1 默认不提供// 这里为了示例完整性手动实现一个简单的版本void gluPerspective(GLdouble fovy, GLdouble aspect, GLdouble zNear, GLdouble zFar) {GLdouble ymax = zNear * tan(fovy * M_PI / 360.0);GLdouble ymin = -ymax;GLdouble xmax = ymax * aspect;GLdouble xmin = ymin * aspect;glFrustum(xmin, xmax, ymin, ymax, zNear, zFar);}
};
#endif // MYOPENGLWIDGET_Hmain.cpp
#include <QApplication>
#include "myopenglwidget.h"int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);MyOpenGLWidget widget;widget.setWindowTitle("QOpenGLFunctions_2_1 示例");widget.setMinimumSize(800, 600);widget.show();return a.exec();
}