這個OpenGL Haskell代碼如何工作？

Question

我正在通過直接進入OpenGL學習Haskell，我似乎無法破譯這段代碼：

display :: DisplayCallback
display = do
  let color3f r g b = color $ Color3 r g (b :: GLfloat)
      vertex3f x y z = vertex $ Vertex3 x y (z :: GLfloat)

  clear [ColorBuffer]
  renderPrimitive Quads $ do
    color3f 1 0 0
    vertex3f 0 0 0
    vertex3f 0 0.2 0
    vertex3f 0.2 0.2 0
    vertex3f 0.2 0 0

    color3f 0 1 0
    vertex3f 0 0 0
    vertex3f 0 (-0.2) 0
    vertex3f 0.2 (-0.2) 0
    vertex3f 0.2 0 0

    color3f 0 0 1
    vertex3f 0 0 0
    vertex3f 0 (-0.2) 0
    vertex3f (-0.2) (-0.2) 0
    vertex3f (-0.2) 0 0

    color3f 1 0 1
    vertex3f 0 0 0
    vertex3f 0 0.2 0
    vertex3f (-0.2) 0.2 0
    vertex3f (-0.2) 0 0
  flush

到目前為止我的理解：

1. display是一種功能。 問題：什么是DisplayCallback？
2. do表示計算的鏈接，與IO monads有關
3. color3f和vertex3f是使用let關鍵字在do定義的三個參數的本地函數
4. 我假設color和vertex是glColor*和glVertex*的openGL包裝函數。

現在這是令人困惑的地方：

• Color3和Vertex3似乎是由三個參數組成的某種數據結構。 問題：為什么有必要在這里使用數據結構？ 為什么API的設計者選擇在這里使用它？

• color3f函數調用color函數並傳入單個參數 - 數據結構Color3 ，數據為rg b。 由於某種原因，此處的數據類型僅為最后一個參數指定(b :: GLfloat) 問題：為什么僅為最后一個參數指定數據類型，為什么在此處指定它？

• 問題：為什么在調用color函數color $ Color3 rg (b :: GLfloat)時使用美元符號？

繼續：

1. clear是opengl glClear包裝器，並將列表作為參數，在這種情況下只包含一個元素[ColorBuffer] 。
2. renderPrimitive似乎是opengl glBegin包裝函數， Quads似乎是數據類型。 問題：接下來會發生什么？ $ do表示什么？ （計算系列？ 某事， IO monads？）。
3. flush是glFlush包裝器。

Answer 1

1。 DisplayCallback是IO ()的類型同義詞。 您可以使用hoogle查找內容，或在ghci中鍵入:i DisplayCallback 。

IO ()被賦予特殊名稱的原因是因為GLUT基於回調：注冊函數以處理特定事件，例如顯示，輸入事件，調整大小事件等。有關完整列表，請參閱文檔 。 顯然，您不需要類型同義詞，但它們是為了清晰和更好的通信而提供的。

2。 “我認為顏色和頂點是glColor *和glVertex *的openGL包裝函數。” 不完全 - OpenGL是更基本的OpenGLRaw的包裝器，它是c opengl庫到haskell的1：1映射。 vertex和color稍微復雜一點glColor和glVertex ，但你可以假設大多數用途它們是相同的。

更具體地說， vertex是Vertex類的成員，它有4個實例Vertex4 ， Vertex3和Vertex2 。

3。 Color3定義為data Color3 a = Color3 !a !a !a 。 感嘆號表明這些字段很嚴格。 。 為什么這有必要？ 好吧，他們可以很容易地使用(a,a,a) -> IO ()或a -> a -> a -> IO ()但是接受顏色的函數與采用矢量的函數無法區分，這是“在意識形態上“不同的對象，即使它們由完全相同的數據表示（頂點是data Vertex3 a = Vertex3 !a !a !a ）。 因此，您不希望能夠將頂點傳遞給需要顏色的函數。 此外，由於嚴格性，這些數據類型在理想情況下提供了更好的性能。

4。 為什么指定類型？ 簡短的回答，是類型系統需要它。 文字的類型是Num a => a ，它對於數據類型來說過於多態，這需要具體的類型。 因此，您使用類型注釋選擇所述具體類型。

為什么只在一個地方需要？ 編譯器可以推斷其他字段的類型。 回顧數據類型decleration - 所有三個字段必須具有相同的類型。 如果一個字段被注釋，則其余字段被簡單推斷。 您還可以編寫Color3 r (g :: GLfloat) b或Color3 (r :: GLfloat) gb或者為函數vertex3f提供類型簽名。

5。 $只是具有低優先級的函數應用程序，它被定義為f $ a = fa; infixr $ 0 f $ a = fa; infixr $ 0 。 你也可以寫color (Color3 rg (b :: GLfloat))所以這里純粹是一種風格問題。

6。 也許文檔將再次最好地解釋renderPrimitive正在做什么。 但是短版本是這樣的：不是在glBegin - glEnd塊中寫入內容，而是在renderPrimitive寫入它。 您不需要編寫glEnd因為它隱藏在renderPrimitive 。 所以你的代碼相當於：

glBegin (GL_QUADS); 
// All the stuff inside goes here ...
glEnd ();

OpenGL做了一些魔術，以便將c中的異常正確地引入haskell Universe，但你真的不必擔心這一點。

最后評論：如果您計划將haskell用於圖形，那么編寫實際的openGL代碼可能不是最好的主意。 畢竟，如果你打算使用openGL，為什么不用c？ 那里有無數的圖形庫。 您應該瀏覽hackage以獲得適合您的包裝。 我擔心我不能推薦任何東西，因為我不熟悉哪些包可用。

Answer 2

我不知道有問題的實際圖書館，但我想我可以回答你的一些觀點。

我希望DisplayCallback只是一些更復雜的類型簽名的別名。 如果你打開GHCi並導入必要的模塊，你應該可以說

:i DisplayCallback

它會告訴你它的含義。 那么至少你會看到這個定義，即使這並不一定能告訴你它的用途 。

該do記號不只是為IO單子，這對任何單子 。 如果OpenGL繪圖操作發生在他們自己的專用monad中，我不會感到驚訝。

為什么要指定GLFloat ？ 我想Color3和Vector3被定義為包含任何類型的縱坐標。 我們希望它是GLFloat ，因此是類型簽名。 為什么它只在一個坐標上？ 我認為Color3的定義要求所有縱坐標都具有相同的類型，因此將其指定為一個會自動導致其他兩個具有相同的類型。

為什么Color3甚至都存在？ 為什么我們不能只用三個輸入調用color ？ 嗯，這是一個API設計選擇，但如果Color3和Vector3的定義允許您對整個矢量或顏色進行算術運算，我也不會感到驚訝。 因此，通過將坐標放入向量中，您可以將它們視為一個單元，對它們進行算術運算，輕松地將它們存儲在列表中等等。如果您正在完成所有這些操作，那么您實際上並不想要將它們解壓縮所有這些都是為了實際調用OpenGL函數。

美元符號是什么？ 好吧，如果我寫

color Color3 r g b

這意味着我正在調用color ，傳遞四個參數： Color3 ， r ， g和b 。 那不是我們想要的。 我們想要的是什么

color (Color3 r g b)

也就是說，用一個參數調用color 。 您可以使用括號來執行此操作，也可以使用$代替。 它有點像Unix管道，因為它可以讓你轉向

func3 (func2 (func1 x))

成

func3 $ func2 $ func1 $ x

如果你有很多功能，那么獲得正確數量的右括號會很煩人。 對於一個函數調用，這是一個品味問題。

renderPrimitive函數renderPrimitive 兩個參數。 其中一個是Quads （無論是什么），另一個是整個do-block 。 因此，您將所有代碼作為參數傳遞給renderPrimitive函數（可能以某種方式執行它）。

希望這會給你一些啟示。