Lode 的计算机图形学教程

C++、SDL 与 QuickCG

目录

• C++、SDL 与 QuickCG
• DevC++
• g++
• 使用 QuickCG
• 完整函数列表
• • QuickCG 全局变量
  • QuickCG 数据类型
  • SDL 基本数据类型
  • QuickCG 函数
  • C++ 运算符
  • C++ 函数
  • C++ 数组与指针
  • SDL 按键列表
  • Q3DMath（目前教程中已不再使用）

C++、SDL 与 QuickCG

本页将介绍如何使用 QuickCG 运行示例。其中提供了在 DevC++ IDE 以及 g++ 中配置 SDL 和 QuickCG 的方法。

接下来是一些 QuickCG 的示例脚本。

最后，页面提供了包含所有 QuickCG 函数、部分 C++ 函数和运算符、QuickCG 与 SDL 数据类型，以及所有 SDL 键盘按键名称的表格。

QuickCG 可在此处下载：

• quickcg.cpp
  
• quickcg.h
  
• main.cpp
  
• quickcg.dev（可选的 DevC++ 项目文件）

SDL 是一个可在 Windows、Linux 等多种平台上处理图形、音频、键盘、鼠标和手柄输入的 API。SDL 也可用于初始化并使用 OpenGL 进行 3D 图形渲染。本教程的代码库使用 SDL 处理图形和输入，但教程的重点在于图形算法本身，而非 SDL。在本教程中，SDL 的函数很少被直接调用（而是通过 QuickCG 间接使用），不过如果你想用 SDL 制作游戏，学习一些 SDL 知识总是有益的。

QuickCG 是专为本教程设计的，目标是尽可能易用、通用，使用起来有点像脚本语言。QuickCG 提供了用于设置屏幕、在屏幕上绘制像素和 2D 基本图形、处理输入、进行颜色模型转换、使用内置字体在屏幕上打印文字和数字、加载图片等功能。由于 QuickCG 并未针对性能进行优化，因此不太适合用于开发实际游戏。
本页后续提供了其包含的所有函数的完整列表。

DevC++

DevC++ 是一款免费的 Windows IDE，使用 gcc 3.2 或更高版本的编译器。如需 DevC++ 的使用帮助，建议查阅帮助文件、尝试打开并编译一些内置示例、访问 bloodshed.net 网站，或直接继续阅读本文。DevC++ 可从 http://www.bloodshed.net/ 下载。

本章仅面向希望使用免费的 DevC++ IDE 编译 QuickCG 和示例的 Windows 用户。在其他平台上使用 SDL 和 QuickCG 也完全可行，但目前本文暂不作介绍。如果你不知道如何操作，可以访问 SDL 官网或通过搜索引擎查找如何在你的编译器中安装它，然后在编译器中新建一个项目并将 QuickCG 的 .cpp 和 .h 文件添加进去。

如果你尚未安装最新版本的 DevC++，请按照以下步骤将其与 SDL 配置好。如果已安装 DevC++ 但尚未安装 SDL 开发库，请从步骤 2) 开始。

为 DevC++ 安装 SDL 1.2 并不容易，但只要仔细按照以下步骤操作，是可以让 SDL 1.2 的最新版本在 DevC++ 中正常工作的：

1) 从 http://www.bloodshed.net/dev/devcpp.html 下载并安装最新版本的 DevCpp
2) 从 http://www.libsdl.org/ 下载 SDL 1.2：下载适用于 Mingw32 的开发库（Windows 版）和 Windows 运行时库。解压 .tar.gz 文件可能需要 WinRAR。注意：本教程编写于 SDL 1.2 时代，不兼容最新的 SDL 2.0 及更高版本。
3) 运行时库中包含 SDL.DLL 文件，将其放入 C:\Windows\System32 文件夹，或放入你编译好的程序所在的文件夹。请记住，如果你希望没有该文件的其他人也能运行你的程序，必须始终将 SDL.DLL 随程序一起分发。针对最新版 SDL 编译的程序无法与旧版 DLL 兼容。
4) 解压 SDL 开发文件，但暂时不要放入 DevC++ 文件夹，先放到其他文件夹中。
5) 将开发文件中 include 文件夹内的 SDL 文件夹，复制到 DevC++ 的 include 文件夹中（这样所有 SDL 头文件就位于 DevC++ 的 include/SDL 目录下）。
6) 将开发文件的 lib 文件夹中的所有文件，复制到 DevC++ 的 lib 文件夹中。

现在你已经安装好带有 SDL 1.2 的 DevC++ 了！不过你还需要了解如何创建一个使用 SDL 的可运行项目。开发包中的其他文件包含完整的 SDL 文档、示例和测试，以及二进制文件。你的 DevC++ 文件夹结构现在应如下图所示，其中 SDL 文件夹是新增的，lib 文件夹中也包含了来自 SDL 开发包的新文件。

如果你使用本教程提供的 SDL 1.2 代码库（QuickCG），请将其解压到你的代码文件夹（即存放所有 DevC++ 项目和代码的文件夹，最好不要放在不可靠的 Windows"我的文档"文件夹中），然后用 Dev-C++ 打开其 *.dev 文件，即可正常编译和运行。编译时，请使用菜单中的"执行 -> 编译"。生成的 exe 文件将出现在代码所在的同一文件夹中。你可以通过"执行 -> 运行"来运行它，也可以按 F9 直接编译并运行项目。如果无法正常工作，请继续往下查看可能的解决方案列表。强烈建议在本教程中使用 QuickCG，因为教程的其余部分聚焦于其命令，而非 SDL 本身。

但如果你想在 DevC++ 中创建自己的新 SDL 项目（本教程不需要此操作）：

7) 启动 DevC++ 并新建一个项目，将所需的 .cpp 和 .h 文件添加进去。
8) 在菜单中打开"项目 -> 项目选项"，找到链接器命令设置（在 DevC++ 5 Beta 8.10 中位于"参数"选项卡下），添加以下内容：
-lmingw32
-mwindows
-lSDLmain
-lSDL
注意顺序非常重要！如果先写 -lSDL 再写 -lSDLmain，将无法正常工作！



9) 在你的 cpp 文件中，添加 #include <SDL/SDL.h>
10) 在链接器选项中，关闭控制台。
11) 在"项目选项"的"编译器"选项卡以及通用编译器选项中，开启所有优化设置，因为这些设置真的会带来很大的性能差异！你还可以在链接器参数中添加 -s 来减小生成的 *.exe 文件大小；如果不这样做，即使关闭了调试设置，生成的 exe 文件中也会包含大量调试信息（截至 DevC++ 5 Beta 8.10）。

如果在编译 SDL 项目时遇到编译错误，请检查以下几点：

• 你是否按照正确的顺序完整执行了步骤 1-6 或 1-11？是否仔细阅读了每一个细节？
• 你是否在代码中 #include 了 SDL.h 头文件？
• SDL.h 文件是否在 DevC++ 的正确文件夹中？（如果它在 include 内的 SDL 文件夹中，应使用 #include "SDL/SDL.h"；如果直接在 include 文件夹中，则使用 #include "SDL.h"）
• 所有其他 SDL 头文件是否都在 DevC++ 的正确文件夹中？
• SDL 库文件（libSDL.a 和 libSDLmain.a）是否正确放置在 DevC++ 的 lib 文件夹中？
• 你是否在链接器参数中按正确顺序填写了 -lSDLmain 和 -lSDL？
• 选项 -lmingw32 -mwindows -lSDLmain -lSDL 是否正确填写在链接器参数中，而不是误填在编译器参数中？
  
• 你是否创建了 main 函数？
• 尝试查看 http://bloodshed.net 或 http://www.libsdl.org 网站上的 FAQ，看是否能解答你的问题。libsdl.org 的 FAQ 中有关于 DevC++ 的信息，这些网站也提供搜索功能。
• 尝试用编译器或链接器错误中的关键词进行搜索，可能会找到描述你问题的论坛帖子。
• 如果你使用的 DevC++ 版本不是 5 Beta 8.10，情况可能有所不同（建议使用最新版本，可能有比本教程更新的信息）。请尝试找到正确的方式让链接器添加 libSDLmain.a 和 libSDL.a 文件，并为链接器设置 -lmingw32 和 -mwindows 选项，以及正确的 include 和库文件路径。
• 如果你在尝试让自己的项目正常工作，可以先试试本教程附带的 QuickCG 是否能正确运行（打开其 *.dev 文件，编译并运行）。如果 QuickCG 可以运行但你自己的项目不行，请尝试为你的项目应用与 QuickCG 项目相同的设置。

g++

使用 g++ 非常简单：将 QuickCG 的所有 .cpp 和 .h 文件放在同一目录下，把教程的示例代码放入 main.cpp 文件，然后使用以下命令进行编译：

g++ *.cpp -lSDL -O3

其中 -O3 是可选的编译器优化选项，-lSDL 用于链接 SDL 库。这要求你的发行版中已安装 SDL（请查找 sdl 和 sdl-devel 等相关软件包）。

使用 QuickCG

• QuickCG.cpp：包含 QuickCG 的所有函数
• QuickCG.h：在所有需要使用 QuickCG 函数的 *.cpp 文件中 #include 此头文件
• Q3DMath.cpp：包含 3D 函数（目前教程中已不再使用）
• Q3DMath.h：如需使用 3D 函数和类，请 #include 此文件（目前教程中已不再使用）
• main.cpp：在此文件中输入本教程示例的代码。请保留文件顶部的 #include 语句，以便运行所有示例。
• QuickCG.dev：这是 DevC++ 的项目文件，包含所有必要设置。如果你不使用 DevC++，可以删除此文件，自行创建一个使用 .cpp 和 .h 文件的项目。
  

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
  screen(256, 256, 0, "Small Test Script"); 
  for(int x = 0; x < w; x++) 
  for(int y = 0; y < h; y++) 
  { 
    pset(x, y, ColorRGB(x, y, 128)); 
  } 
  redraw(); 
  sleep(); 
}
    

• screen 函数将创建一个图形窗口，分辨率为 256*256 像素，以窗口模式运行，标题为"Small Test Script"。任何程序都必须在开始时调用 screen 函数，否则你将在一个不存在的窗口上绘制像素。
• 接下来是一个双重 for 循环，遍历窗口的每一个像素：w 和 h 是全局变量，分别存储窗口的宽度和高度。
• for 循环内部是 pset 函数。该函数在位置 x、y 处绘制一个 RGB 颜色为 x、y、128 的像素。这意味着红色分量取决于像素的 x 坐标，绿色分量随像素的 y 坐标变化，蓝色分量始终为 128。
• 循环结束后调用 redraw 函数。在调用此函数之前，你绘制的任何新像素都不会显示出来。由于 redraw 函数相对较慢，请不要在每绘制一个像素后就调用它，而应在整个屏幕绘制完成后只调用一次。
• 最后，sleep 函数会让程序暂停，直到你按下任意键。如果没有 sleep 函数，程序会立即关闭，你将无法看到运行结果。

int main(int argc, char *argv[]) 
{
  screen(256, 256, 0, "Small Test Script"); 
  for(int x = 0; x < w; x++) 
  for(int y = 0; y < h; y++) 
  { 
    pset(x, y, ColorRGB(0, 128 + 128 * sin(x / 8.0), 0)); 
  } 
  print("Hello World!"); 
  redraw(); 
  sleep(); 
}
    

int main(int argc, char *argv[]) 
{
  screen(256,256, 0, "A Face!"); 
  drawDisk(128, 128, 100, colorRGB(255, 128, 200)); 
  drawDisk(88, 100, 10, colorRGB(0, 0, 255)); 
  drawDisk(168, 100, 10, colorRGB(0, 0, 255)); 
  drawLine(88, 150, 168, 150, colorRGB(255, 0, 0)); 
  redraw(); 
  sleep(); 
}
    

完整函数列表

QuickCG 全局变量

QuickCG 数据类型

SDL 基本数据类型

QuickCG 函数

C++ 运算符

C++ 函数

C++ 数组与指针

SDL 按键列表（摘自 SDL 参考文档）