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《OpenGL基礎(chǔ)圖形編程》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、OpenGL基礎(chǔ)圖形編程第一章OpenGL與3D圖形世界1.1>OpenGL使人們進入三維圖形世界我們生活在一個充滿三維物體的三維i比界中，為了使計算機能粘:確地再現(xiàn)這些物體，我們必須能在三維空間描繪這些物體。我們又生活在一個充滿信息的世界屮,能否盡快地理解并運用這些信息將直接影響事業(yè)的成敗，所以我們需要用一種域直接的形式來表示這些信息。最近兒年計算機圖形學(xué)的發(fā)展使得三維表現(xiàn)技術(shù)得以形成，這些三維表現(xiàn)技術(shù)使我們能夠再現(xiàn)三維壯界中的物體，能夠用三維形體來表示復(fù)雜的信息，這種技術(shù)就是可視化(Visiwli
2、創(chuàng)ion)技術(shù)。可視化技術(shù)使人能夠在三維圖形世界中直接對具有形體的信息進行操作，和計算機直接交流。這種技術(shù)已經(jīng)把人和機器的力量以一種宜覺而自然的方式加以統(tǒng)一，這種革命性的變化無疑將極大地提高人們的工作效率?？梢暬夹g(shù)賦予人們一種仿真的、三維的并且具有實時交互的能力，這樣人們可以在三維圖形世界中用以前不可想象的手段來獲取信息或發(fā)揮H己創(chuàng)造性的思維。機械工程師可以從二維平而圖屮得以解放肓接進入三維世界，從而很快得到自己設(shè)計的三維機械零件模型。醫(yī)?？梢詮牟∪说娜S掃描圖象分析病人的病灶。軍申指揮員可以面對用
3、三維圖形技術(shù)生成的戰(zhàn)場地形，指揮具有真實感的三維飛機、軍艦、坦克向目標(biāo)開進并分析戰(zhàn)斗方案的效果。更令人驚奇的是日前正在發(fā)展的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，它能使人們進入一個三維的、多媒體的虛擬世界，人們可以游歷遠古時代的城堡，也可以遨游浩翰的太空。所冇這些都依賴于計算機圖形學(xué)、計算機可視化技術(shù)的發(fā)展。人們對計算機可視化技術(shù)的研究已經(jīng)歷了一個很長的歷程，而且形成了許多可視化工具，其中SGI公司推出的GL三維圖形庫表現(xiàn)突出，易丁使用而且功能強大。利用GL開發(fā)出來的三維應(yīng)用軟件頗受許多專業(yè)技術(shù)人員的喜愛，這些三維應(yīng)用軟件已
4、涉及建筑、產(chǎn)品設(shè)計、醫(yī)學(xué)、地球科學(xué)、流體力學(xué)等領(lǐng)域。隨著計算機技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，GL己經(jīng)進一步發(fā)展成為OpenGL,OpenGL已被認(rèn)為是高性能圖形和交互式視景處理的標(biāo)準(zhǔn)，目詢包括ATT公司UNIX軟件實驗室、IBM公司、DEC公司、SUN公司、HP公司、Microsoft公司和SGI公司在內(nèi)的兒家在計算機市場占領(lǐng)導(dǎo)地位的大公司都采用了OpenGL圖形標(biāo)準(zhǔn)。值得-提的是，由T"Microsoft公司在WindowsNT中提供OpenGL圖形標(biāo)準(zhǔn)，OpenGL將在微機中廣泛應(yīng)用，尤其是OpenGL三維圖形
5、加速卡和微機圖形工作站的推出，人們可以在微機上實現(xiàn)三維圖形應(yīng)用，如CAD設(shè)汁、仿真模擬、三維游戲等，從而更有機會、更方便地使用0penGL及其應(yīng)用軟件來建立自己的三維圖形世界。1.2、OpenGL提供直觀的三維圖形開發(fā)環(huán)境OpenGL實際上是一種圖形與喚件的接口。它包括了120個圖形函數(shù)，開發(fā)者?可以用這些函數(shù)來建立三維模型和進行三維實時交互。與其他圖形程序設(shè)訃接口不同，OpenGL提供了十分淸晰明了的圖形函數(shù),因此初學(xué)的程序設(shè)計員也能利用OpenGL的圖形處理能力和167()萬種色彩的調(diào)色板很快地設(shè)
6、計出三維圖形以及三維交互軟件。OpenGL強有力的圖形函數(shù)不耍求開發(fā)者把三維物體模型的數(shù)據(jù)寫成固定的數(shù)據(jù)格式，這樣開發(fā)者不但可以直接使用自己的數(shù)據(jù)，而且可以利用其他不同格式的數(shù)據(jù)源。這種靈活性極大地節(jié)省了開發(fā)者的時間，提高了軟件開發(fā)效益。長期以來，從事三維圖形開發(fā)的技術(shù)人員都不得不在白己的程序中編寫矩陣變換、外部設(shè)備訪問等函數(shù)，這樣為調(diào)制這些與自己的軟件開發(fā)忖標(biāo)關(guān)系并不十分密切的*1數(shù)費腦筋，而OpenGL正是提供-種直觀的編程環(huán)境，它提供的一系列函數(shù)大大地簡化了三維圖形程序。例如：OpenGL提供一
7、系列的三維圖形單元供開發(fā)者調(diào)用。OpenGL提供一系列的圖形變換函數(shù)。OpcnGL提供一系列的外部設(shè)備訪問前數(shù)，使開發(fā)者可以方便地訪問鼠標(biāo)、鍵盤、空間球、數(shù)據(jù)手套等這種直觀的三維圖形開發(fā)環(huán)境體現(xiàn)了OpenGL的技術(shù)優(yōu)勢，這也是許多三維圖形開發(fā)者熱衷于OpenGL的緣由所在。1.3、OpenGL成為目前三維圖形開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)OpenGL成為目前三維圖形開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)在計算機發(fā)展初期，人們就開始從爭計算機圖形的開發(fā)。直到計算機鎖軟件和計算機圖形學(xué)高度發(fā)達的九十年代，人們發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)以視覺的形式表現(xiàn)時是最易理解的,因
8、而三維圖形得以迅猛發(fā)展，于是各種三維圖形工具軟件包相繼推出，如PHIGS>PEX、RcndcrMan等。這些三維圖形工具軟件包冇些側(cè)重于使用方便，冇些側(cè)重于渲染效果或與應(yīng)用軟件的連接，但沒冇一種三維工貝軟件包在交互式三維圖形建模能力、外部設(shè)備管理以及編程方便程度上能夠OpenGL和比擬。OpenGL經(jīng)過對GL的進一步發(fā)展，實現(xiàn)二維和三維的高級圖形技術(shù)，在性能上表現(xiàn)得異常優(yōu)越，它包括建模、變換、光線處理、色彩處理、動畫以及更先進的能力，如紋理彩射、物體運動
