计算机图形学_第三章_OpenGL编程基础课件.ppt

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1、Lecture3OpenGL编程基础OpenGL概述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，易于使用而且功能强大。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已经进一步发展成为OpenGL,OpenGL已被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准OpenGL概述目前包括ATT公司UNIX软件实验室、IBM公司、DEC公司、SUN公司、HP公

2、司、Microsoft公司和SGI公司在内的几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。值得一提的是,由于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设计、仿真模拟、三维游戏等，从而更有机会、更方便地使用OpenGL及其应用软件来建立自己的三维图形世界。现有图形标准现有图形标准GKSGKS3DPHIGSPHIGS＋OpenGL没有一种三维工具软件包在交互式三

3、维图形建模能力、外部设备管理以及编程方便程度上能够与OpenGL相比拟.OpenGL已成为事实上的图形标准OpenGL经过对GL的进一步发展，实现了二维和三维的高级图形技术:性能表现异常卓越。功能全面包括建模、变换、光线处理、色彩处理、动画以及更先进的能力，如纹理影射、物体运动模糊等。已成为事实上的图形标准。SGI公司、Microsoft公司、Intel公司、IBM公司、SUN公司、DEC公司（已由Compaq公司兼并）、HP公司、AT＆T公司的UNIX软件实验室已加入OpenGLARB。OpenGL的优点OpenGL的优点：Op

4、enGL由几百个指令或函数组成OpenGL是网络透明的，允许本地和远程绘图OpenGL作为一个性能优越的图形应用程序设计界面(API)能适应广泛的计算环境，OpenGL应用程序具有广泛的移植性OpenGL提供直观的三维图形开发环境长期以来，从事三维图形开发的技术人员都不得不在自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目标关系并不十分密切的函数费脑筋，而OpenGL正是提供一种直观的编程环境，它提供的一系列函数大大地简化了三维图形程序。例如：.OpenGL提供一系列的三维图形单元供开发者调用.Ope

5、nGL提供一系列的图形变换函数.OpenGL提供一系列的外部设备访问函数，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。OpenGL基本理解OpenGL是一个与硬件图形发生器的软件接口，它包括了100多个图形操作函数，开发者可以利用这些函数来构造景物模型、进行三维图形交互软件的开发。OpenGL中的模型绘制过程就多种多样，内容十分丰富，OpenGL提供了以下的对三维物体的绘制方式：.网格线绘图方式(wireframe

6、)--这种方式仅绘制三维物体的网格轮廓线.深度优先网格线绘图方式(depth_cued)--用网格线方式绘图，增加模拟人眼看物体一样，远处的物体比近处的物体要暗些.反走样网格线绘图方式(antialiased)--用网格线方式绘图，绘图时采用反走样技术以减少图形线条的参差不齐OpenGL基本理解.平面消隐绘图方式(flat_shade)--对模型的隐藏面进行消隐，对模型的平面单元按光照程度进行着色但不进行光滑处理.光滑消隐绘图方式(smooth_shade)--对模型进行消隐按光照渲染着色的过程中再进行光滑处理，这种方式更接近于现

7、实.加阴影和纹理的绘图方式(shadows，textures)--在模型表面贴上纹理甚至于加上光照阴影，使得三维景观象照片一样.运动模糊的绘图方式(motion-blured)--模拟物体运动时人眼观察所感觉的动感现象.大气环境效果(atmosphere-effects)--在三维景观中加入如雾等大气环境效果，使人身临其境.深度域效果(depth-of-effects)--类似于照相机镜头效果,模型在聚焦点处清晰，反之则模糊OpenGL工作结构OpenGL指令的解释模型是客户/服务器模式客户应用程序OpenGLDLL服务器DLLW

8、in32DDI视屏驱动程序OpenGL命令OpenGL工作流程几何顶点数据图像像素数据显示列表求值器逐点操作基元装配光栅化像素操作像素段操作帧缓存器纹理存储器OpenGL工作流程用户指令从左侧进人OpenGL。指令分为两部分，一部分画指定的几何物体