基于OpenGL的天体运动模拟系统的设计与实现【开题报告】

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1、毕业设计开题报告计算机科学与技术基于OpenGL的天体运动模拟系统的设计与实现一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义计算机图形学是研究怎样有数字计算机生成、处理和显示图形的一门新兴学科，国外的计算机教材将图形学定义为用计算将由概念或数学描述所表示的物体(而不是实物)图像进行处理和显示的过程，其侧重点在于根据物体描述模型、光照及想像中的摄影机的成像几何，生成一幅图像的过程。计算机图形学主要研究在计算机中如何表示图形如何利用计算机对图形进行分析，计算、处理和显示的相关原理与算法。计算机图形学在我国的应用于20世纪70年代起

2、步，至今已在机械、电子、航空航天、建筑等多个领域得到了广泛应用，取得了明显了经济和社会效益，但我国这方面的人材缺乏，懂得计算机图形学的工程技术人员不多，或了解不深入也影响了这门新兴学科在我国的推广和应用，计算机图形学专门人材的培养是一项意义重大而又紧迫的任务，随着计算机图形学在我国的深入发展，必将在国民经济各个领域中发挥越来越大的作用。随着计算机图像学的发展，出现了各种三维图像工具软件包，如PHIGS、PEX、RenderMan等。但没有一种三维工具软件包在交互式三维图像建模能力、外部设备管理及编程方便程度上能够和OpenGL相比

3、拟。OpenGL，OpenGraphicsLibaray，是个3D图像和模型库。他被定义为“一个图像硬件的软件接口”。OpenGL,在真实感图像制作上的优秀性能使之成为诸大公司的图像标准，所以OpenGL又是新一代的三维图像工业标准。OpenGL不仅是个图像库，他更是个应用程式接口——API。将OpenGL称之为SGI（视算科技）的OpenGL毫不为过。OpenGL最初是SCI公司为其图像工作站研发的、独立于窗口操作系统和硬件环境的图像研发环境，其目的是将用户从具体的硬件中解放出来，完全不用理解这些系统的结构和指令系统，只要按照规

4、定的格式书写应用程式就能在所有支持该语言的硬件平台上执行。他源于IRISGL，在跨平台移植过程中发展成为OpenGL。SGI在1992年7月发布1.0版，后成为工业标准，由成立于1992年的OpenGLArchitectureReviewBoard(ARB)ARB体系评审委员会控制。SGI等ARB成员以投票方式产生标准，并制成规范文件(Specification)公开，各软硬件厂商据此研发自己系统上的实现。只有通过了ARB规范全部测试的实现才能称为OpenGL，目前的ARB投票成员包括SGI、Intel、IBM、nVIDIA、AT

5、i、Microsoft、Apple等公司。2001年8月ARB批准了1.1版本，随后推出了1.2，2002年7月24日通过的1.4版本，最新版本规范是2003年7月退出的1.5。最近，3Dlabs提出了OpenGL2.0新的版本，在OpenGL2.0中注入新性能，突破OpenGL1.X版本难以跟上硬件发展水平的缺陷，希望在技术上超过DirectXD3D，成为图象图像世界的领先者。OpenGL2.0的目标，就在于启动并研发硬件的可编程能力。OpenGL的最大特点是和硬件的无关性，独立于硬件和窗口系统。使用他，图像软件生产厂商再不用为

6、各种不同的机型研发设计不同的软件，只要操作系统使用了OpenGL适配器就能达到相同的效果。他能运行在当前各种流行的操作系统上，如MacOS、Unix、视窗系统95/98/NT/2000、Linux、OPENStep、Python、BeOS等，并且非常容易从一个平台移植到另一个平台上。许多计算机公司已把OpenGL集成到各种窗口和操作系统中，其中操作系统包括UNIX、视窗系统NT、DOS等，窗口系统有X窗口、视窗系统等。各种流行的编程语言都能调用OpenGl的库函数，如：C、C++、Fortran、Ada、Java。许多软件厂商也纷

7、纷以OpenGL为基础研发出自己的产品，例如著名的GIS软件ARC/INFO。OpenGL完全独立于各种网络协议和网络拓扑结构。OpenGL能在网络环境下以客户机/服务器模式工作，充分发挥集群运算的威力，是专业图像处理、科学计算等高端应用领域的标准图像库。作为图像硬件的软件接口，OpenGL由几百个指令或函数组成。这些函数使得编程人员能够指定对象并对其操作，从而生成高质量色彩丰富的三维物体。他包括了120个图像函数，研发者能用这些函数来建立三维模型和进行三维实时交互。和其他图像程式设计接口不同，OpenGL提供了十分清晰明了的图像

8、函数，因此初学的程式设计员也能利用OpenGL的图像处理能力和1670万种色彩的调色板非常快地设计出三维图像及三维交互软件。OpenGL是一套底层三维图像API，之所以称之为底层API，是因为他没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场景。OpenG