OpeGL自学文档.docVIP

12.6 多媒体知识讲座（内容见讲座文稿） 12.7 OpenGL 编程基础 12.7.1计算机图形处理软件 通用编程软件包：常常是图形库，提供了生成各种图形、实现图形的处理和输入输出操作、控制和处理各种图形设备以及交互过程中的各种事件，如OpenGL。 专用编程软件包：一般由程序员在开发时使用。专用应用图形软件包是具有图形处理能力的交互式图形软件系统，为非程序员提供的而且往往应用于某个或某些领域，如AutoCAD、3DS MAX等。专用应用图形软件包使用范围广，使用人员众多。 12.7.2 Windows图形环境介绍与图形软件开发（略） 12.7.3 OpenGL介绍 1、OpenGL基本概念 OpenGL(Open Graphics Library， 即开放性图形库) 是以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个开放式三维图形标准。SGI在1992年7月发布了1.0版。OpenGL规范由ARB(OpenGL Architecture Review Board，OpenGL结构评审委员会)负责管理，目前加入OpenGL ARB的成员有SGI、Microsoft、Intel、IBM、SUN、Compaq、HP等公司，它们均采用了OpenGL图形标准，许多软件厂商以OpenGL为基础开发自己的产品，硬件厂商提供对OpenGL的支持。由于OpenGL的广泛应用，它已经成为一个工业标准。 2、OpenGL的设备独立性 OpenGL独立于硬件设备、窗口系统和操作系统，使得以OpenGL为基础开发的应用程序可以在各种平台间移植。OpenGL可以运行在当前各种流行操作系统之上，如Windows95/98、Windows NT/2000、Linux、Mac OS、Unix、OS/2等。特别需要指出的是，由于Microsoft公司在其Windows95或更高版本的操作系统和Visual系列高级语言开发环境中捆绑了OpenGL标准，使得OpenGL在微机中得到了更为普遍的应用。 3、OpenGL的编程语言 OpenGL可以与各种编程语言紧密接口。各种流行的编程语言如C、C++、Fortran、Ada、Java等都可以调用OpenGL中的库函数。 4、OpenGL的主要功能 （1）绘制与建型：提供了绘制点、线、多边形、球、锥、多面体、茶壶等复杂的三维物体以及贝塞尔、NURBS等复杂曲线或曲面的绘制函数。 （2）各种变换：提供了平移、旋转、变比和镜像四种基本变换以及平行投影和透视投影两种投影变换。通过变换实现三维的物体在二维的显示设备上显示。 （3）着色模式：提供了RGBA模式和颜色索引两种颜色的显示方式。 （4）光照处理：在自然界我们所见到的物体都是由其材质和光照相互作用的结果，OpenGL提供了辐射光(Emitted Light)、环境光(Ambient Light)、漫反射光(Diffuse Light)和镜面光(Specular Light)。材质是指物体表面对光的反射特性，在OpenGL中用光的反射率来表示材质。 （5）纹理映射(Texture Mapping)alpha数据。位图和图像：提供了一系列函数来实现位图和图像的操作。位图和图像数据均采用像素的矩阵形式表示。 （6）制作动画：提供了双缓存(Double Buffering)技术来实现动画绘制。双缓存即前台缓存和后台缓存，后台缓存用来计算场景、生成画面，前台缓存用来显示后台缓存已经画好的画面。当画完一帧时，交互两个缓存，这样循环交替以产生平滑动画。 （7）选择和反馈：OpenGL为支持交互式应用程序设计了选择操作模式和反馈模式。在选择模式下，则可以确定用户鼠标指定或拾取的是哪一个物体，可以决定将把哪些图元绘入窗口的某个区域。而反馈模式，OpenGL把即将光栅化的图元信息反馈给应用程序，而不是用于绘图。 （8）其它。此外，OpenGL还提供了反走样技术，能够实现深度暗示(Depth Cue)、运动模糊(Motion Blur)、雾化(Fog)等特殊效果。 12.7.4 OpenGL介绍的绘制流程和原理 OpenGL指令从左侧进入OpenGL，有两类数据，分别是由顶点描述的几何模型和由像素描述的位图、影像等模型，其中后者经过像素操作后直接进入光栅化。评价器(Evaluator)用于处理输入的模型数据，例如对顶点进行转换、光照，并把图元剪切到视景体中，为下一步光栅化做好准备。显示列表(Display List)用于存储一部分指令，留待合适时间以便于快速处理。光栅化将图元转化成二维操作，并计算结果图像中每个点的颜色和深度等信息，产生一系列图像的帧缓存描述值，其生成结果称为基片(Fragment)。基片操作主要的有帧缓存的更新、测试、融合和屏蔽操作，以及基片之间的逻辑操作和抖动(D