OpenGL备考资料

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1、1OpenGL的基本框架1.1OpenGL简介OpenGL（OpenGraphicsLibrary，开放图形库），是一个三维的计算机图形和模型库，它源于SGI公司为其图形工作站开发的IRISGL，在跨平台移植过程中发展成为OpenGL。SGI公司在1992年6月发布1.0版，后成为工业标准。目前最新版规范是1999年5月通过的1.2.1。OpenGL作为一个性能优越的图形应用程序设计界面（API），它独立于硬件和窗口系统，在运行各种操作系统的各种计算机上都可用，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作，是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。OpenG

2、L在军事、广播电视、CAD/CAM/CAE、娱乐、艺术造型、医疗影像、虚拟世界等领域都有着广泛的应用。它具有以下功能。1.模型绘制2.模型观察3.颜色模式的指定4.光照应用5.图象效果增强OpenGL提供了一系列的增强三维景观的图象效果的函数，这些函数通过反走样、混合和雾化来增强图象的效果。反走样用于改善图象中线段图形的锯齿而更平滑，混合用于处理模型的半透明效果，雾使得影像从视点到远处逐渐褪色，更接近于真实。6.位图和图象处理7.纹理映射8.实时动画为了获得平滑的动画效果，需要先在内存中生成下一幅图象，然后把已经生成的图象从内存拷贝到屏幕上，这就是OpenGL的

3、双缓存技术(doublebuffer)。OpenGL提供了双缓存技术的一系列函数。9.交互技术1.2OpenGL的工作方式1.2.1OpenGL的体系结构OpenGL是一套图形标准。通常，一个完整的窗口系统的OpenGL图形处理系统的结构最底层为图形硬件，第二层为操作系统，第三层为窗口系统，第四层为OpenGL，最上面的层为应用软件。1.2.2OpenGL的流水线只有当命令缓冲区被清空时，OpenGL命令才会被执行。图1.3显示了一条简化版的OpenGL流水线。帧缓存是图形显示设备的内存，这样图像就显示在屏幕上了。1.2.3OpenGL状态机OpenGL是一种直

4、接模式的API，每条命令根据当前的渲染状态都会产生某种立即效果。渲染状态是各种标记，他们指出哪些特性是打开的，哪些是关闭的，以及应该如何应用他们。在OpenGL中，使用glEnable函数和glDisable函数来启用和禁用渲染特征。1.3OpenGL的操作步骤在OpenGL中进行的图形操作直至在计算机屏幕上渲染绘制出三维图形景观的基本步骤如下：1.14根据基本图形单元建立景物模型，得到景物模型的数学描述（OpenGL中把点、线、多边形、图像和位图都作为基本图形单元）；2.把景物模型放在三维空间中的合适的位置，并且设置视点(Viewpoint)以观察所感兴趣的景

5、观；3.计算模型中所有物体的色彩，同时确定光照条件、纹理粘贴方式等；4.把景物模型的数学描述及其色彩信息转换至计算机屏幕上的像素，这个过程也就是光栅化(rasterization)。1.1OpenGL的组成OpenGL不是一种编程语言，而是一种API（应用程序编程接口），它实际上是一种图形与硬件的接口，包括了多个图形函数。OpenGL主要由以下函数库组成。1.OpenGL核心库OpenGL核心库中包含了115个最基本的命令函数，它们都是以“gl”为前缀，可以在任何OpenGL的工作平台上应用。这部分函数用于常规的、核心的图形处理，如建立各种各样的几何模型，产生光

6、照效果，进行反走样以及进行纹理映射，以及进行投影变换等等。由于许多函数可以接收不同数据类型的参数，因此派生出来的函数原形有300多个。2.OpenGL实用程序库OpenGL的实用程序库包含有43个函数，以“glu”为前缀，在任何OpenGL平台都可以应用。这部分函数通过调用核心库的函数，来实现一些较为复杂的操作，如纹理映射、坐标变换、网格化、曲线曲面以及二次物体（圆柱、球体等）绘制等。3.OpenGL编程辅助库OpenGL的辅助库包含31个函数，以“aux”为前缀，但它们不能在所有的OpenGL平台上使用。OpenGL的辅助库的函数主要用于窗口管理、输入输出处理

7、以及绘制一些简单的三维形体。4.OpenGL实用程序工具包OpenGL实用程序工具包（OpenGLutilitytoolkit，GLUT）包含30多个函数，函数名前缀是“glut”。其中的函数主要提供基于窗口的工具，如窗口系统的初始化，多窗口管理，菜单管理，字体以及一些较复杂物体的绘制等。由于glut库中的窗口管理函数是不依赖于运行环境的，因此OpenGL中的工具库可以在所有的OpenGL平台上运行，在后面的示例中，我们均使用glut库建立OpenGL程序运行框架。5.Windows专用库Windows专用库函数包含有6个，每个函数以wgl开头，用于连接Open

8、GL和WindowsNT