OpenGL基础图形编程

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1、OpenGL基础图形编程第一章OpenGL与3D图形世界1.1>OpenGL使人们进入三维图形世界我们生活在一个充满三维物体的三维i比界中，为了使计算机能粘:确地再现这些物体，我们必须能在三维空间描绘这些物体。我们又生活在一个充满信息的世界屮,能否尽快地理解并运用这些信息将直接影响事业的成败，所以我们需要用一种域直接的形式來表示这些信息。最近儿年计算机图形学的发展使得三维表现技术得以形成，这些三维表现技术使我们能够再现三维壯界中的物体，能够用三维形体来表示复杂的信息，这种技术就是可视化(Visiwli

2、创ion)技术。可视化技术使人能够在三维图形世界中直接对具有形体的信息进行操作，和计算机直接交流。这种技术已经把人和机器的力量以一种宜觉而自然的方式加以统一，这种革命性的变化无疑将极大地提高人们的工作效率。可视化技术赋予人们一种仿真的、三维的并且具有实时交互的能力，这样人们可以在三维图形世界中用以前不可想象的手段來获取信息或发挥H己创造性的思维。机械工程师可以从二维平而图屮得以解放肓接进入三维世界，从而很快得到自己设计的三维机械零件模型。医牛可以从病人的三维扫描图象分析病人的病灶。军申指挥员可以面对用

3、三维图形技术生成的战场地形，指挥具有真实感的三维飞机、军舰、坦克向目标开进并分析战斗方案的效果。更令人惊奇的是日前正在发展的虚拟现实技术，它能使人们进入一个三维的、多媒体的虚拟世界，人们可以游历远古时代的城堡，也可以遨游浩翰的太空。所冇这些都依赖于计算机图形学、计算机可视化技术的发展。人们对计算机可视化技术的研究已经历了一个很长的历程，而且形成了许多可视化工具，其中SGI公司推出的GL三维图形库表现突出，易丁使用而且功能强大。利用GL开发出来的三维应用软件颇受许多专业技术人员的喜爱，这些三维应用软件已

4、涉及建筑、产品设计、医学、地球科学、流体力学等领域。随着计算机技术的继续发展，GL己经进一步发展成为OpenGL,OpenGL已被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准，目询包括ATT公司UNIX软件实验室、IBM公司、DEC公司、SUN公司、HP公司、Microsoft公司和SGI公司在内的儿家在计算机市场占领导地位的大公司都采用了OpenGL图形标准。值得-提的是，由T"Microsoft公司在WindowsNT中提供OpenGL图形标准，OpenGL将在微机中广泛应用，尤其是OpenGL三维图形

5、加速卡和微机图形工作站的推出，人们可以在微机上实现三维图形应用，如CAD设汁、仿真模拟、三维游戏等，从而更有机会、更方便地使用0penGL及其应用软件來建立自己的三维图形世界。1.2、OpenGL提供直观的三维图形开发环境OpenGL实际上是一种图形与唤件的接口。它包括了120个图形函数，开发者•可以用这些函数來建立三维模型和进行三维实时交互。与其他图形程序设讣接口不同，OpenGL提供了十分淸晰明了的图形函数,因此初学的程序设计员也能利用OpenGL的图形处理能力和167()万种色彩的调色板很快地设

6、计出三维图形以及三维交互软件。OpenGL强有力的图形函数不耍求开发者把三维物体模型的数据写成固定的数据格式，这样开发者不但可以直接使用自己的数据，而且可以利用其他不同格式的数据源。这种灵活性极大地节省了开发者的时间，提高了软件开发效益。长期以來，从事三维图形开发的技术人员都不得不在白己的程序中编写矩阵变换、外部设备访问等函数，这样为调制这些与自己的软件开发忖标关系并不十分密切的*1数费脑筋，而OpenGL正是提供-种直观的编程环境，它提供的一系列函数大大地简化了三维图形程序。例如：OpenGL提供一

7、系列的三维图形单元供开发者调用。OpenGL提供一系列的图形变换函数。OpcnGL提供一系列的外部设备访问前数，使开发者可以方便地访问鼠标、键盘、空间球、数据手套等这种直观的三维图形开发环境体现了OpenGL的技术优势，这也是许多三维图形开发者热衷于OpenGL的缘由所在。1.3、OpenGL成为目前三维图形开发标准OpenGL成为目前三维图形开发标准在计算机发展初期，人们就开始从爭计算机图形的开发。直到计算机锁软件和计算机图形学高度发达的九十年代，人们发现复杂的数据以视觉的形式表现时是最易理解的,因

8、而三维图形得以迅猛发展，于是各种三维图形工具软件包相继推出，如PHIGS>PEX、RcndcrMan等。这些三维图形工具软件包冇些侧重于使用方便，冇些侧重于渲染效果或与应用软件的连接，但没冇一种三维工貝软件包在交互式三维图形建模能力、外部设备管理以及编程方便程度上能够OpenGL和比拟。OpenGL经过对GL的进一步发展，实现二维和三维的高级图形技术，在性能上表现得异常优越，它包括建模、变换、光线处理、色彩处理、动画以及更先进的能力，如纹理彩射、物体运动