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1、第26卷第3期海洋测绘Vol126,No132006年5月HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGMay,2006OpenGL技术及地形三维可视化实现1,211133林勇,郭建忠,魏海平,刘玉峰,贾俊涛,孟婵媛(11解放军信息工程大学测绘学院,河南郑州450052;2169028部队,新疆乌鲁木齐830001;31海军海洋测绘研究所,天津300061)摘要:数字高程模型是当今地理信息产业的主要产品之一,是地形环境仿真的基础。在系统介绍三维技术的发展现状、基于OpenGL的地形三维可视化实现的基础上,提出了以数字高程模型为数据基础的
2、三维可视化的方法,探讨了其实现中的关键技术问题,并指出了基于OpenGL的地形三维可视化、地形仿真的前景和发展趋势。关键词:数字高程模型;地形仿真;OpenGL中图分类号:P208文献标识码:B文章编号:167123044(2006)0320068204本文所介绍的三维可视化平台软件是作者基于1引言OpenGL技术开发的地形三维可视化软件,支持多三维可视化已被广泛地应用于许多领域,但是种地形数据录入,对地形数据进行三维可视化表现。常见的三维仿真技术都是在虚拟的条件下模仿实物可以以地形的高低起伏为参照进行不同高程段的分所创造出来的,并没有真正的数学物理基础
3、。虽然,层设色,在添加光照效果并调节后增强地形三维模目前在三维场景可视化上已有类似DEM地形可视型的立体感,从而打破传统二维地形识别判别的局化等拥有较严格数学物理基础的方法出现,但在三限性,使地形表现更为人性化直观化。维可视化模型建设方面却一直存在空白,有待解决。2三维可视化的控制参数3DStudio是一个优秀的PC平台上的三维动画制作软件,Microstation也是一款优秀的三维模型构OpenGL是由SGI公司开发的一套高性能的图建平台。在三维Microstation中,二维设计平面变成形处理系统,全称为OpenGraphicsLibrary,GL代
4、表[1]了一个三维立体,也就是设计体。所有的几何图形图形库。通过OpenGL可以创建交互式应用程在这个设计体中绘制。由x、y和z坐标来定义设计序,实现有逼真效果的三维图形图像。在OpenGL体中的位置。在三维设计环境中工作时,仍可使用中实现最基本的三维几何图形就必须具备几个最基二维几何图形,但它可以沿任意方向放置。用户可本的图形属性要素:视角、颜色、光照。以把设计体看作一个存放设计的透明箱子。用户可本文将以作者开发的3DEYES三维可视化平绕任意轴旋转视图相机,以便由任意方向观看设计台软件为实例,在多个功能模块实现的基础上逐步模型。另外,可以把视图相机放
5、在设计体内的任意介绍基于OpenGL三维图形技术的特点和实现位置以便能处理或观看模型的特殊部件。方法。作为专业的三维模型构建工具,MayaArtisan为211视角和投影变换动画师提供了创造性的控制方式,使在电脑中创作计算机绘图是产生三维物体的二维图像(因为同传统的艺术创作过程非常近似,如同使用画笔和在屏幕上只能画出二维图像)。但是在屏幕上绘制雕塑工具那样,自如地修改模型、选择控制点、指定图形的时候,必须在三维坐标系下来考虑画法。这部位的权重等。采用Artisan技术,动画师甚至可以时的屏幕窗口就不在是二维的,而是想象出来的一为柔体的不同部位“画”上不同
6、的目标权重,或在个三维空间,所有的操作都在这个空间中进行。这NURBS曲面上画出粒子发生器。MayaArtisan工具就相当于假想模型处在隐藏于计算机内部的某个三还包括一个MEL过程框架,用以示范怎样生成自己维空间中。现在需要确定的是模型应该怎样放置在的特殊效果。这个三维空间中,并选择一个观察模型的有利位置,收稿日期:2005212224;修回日期:2006203201作者简介:林勇(19782),男,新疆乌鲁木齐人,硕士研究生,主要从事数字高程模型和虚拟仿真等研究。第3期林勇,等OpenGL技术及地形三维可视化实现69这就是我们通常所说的视角。和视角紧
7、密相关的就时保存在相应的列表或数组中以备后用。是模型的投影变换。投影变换就是要将三维物体变程序获得数据后就可以绘制地形模型,本文将换为二维图形,OpenGL提供了平行投影和透视投介绍两种常用的OpenGL几何模型绘制方法。影两种投影方式。(1)多边形法212三维环境下的颜色程序中三维几何模型都是在glBegin和glEnd颜色在三维模型的表示上是不可缺少的,但是函数之间完成的。用多边形法绘制模型时就要在在三维环境下的颜色与二维环境下的颜色是有区别glBegin函数定义多边形参数GL_QUADS。绘制模的。在某些模式下(例如执行光照计算或纹理映射式定义好后
8、,就可以添加绘制模型代码了。OpenGL计算)时,事实上,该像素的颜色是由一系列
