用OpenGL实现数控加工仿真中的图形显示-中国科技论文在线.PDFVIP

N o . 1 M a r . 2 0 0 2 ─────────── 计 算 机 辅 助 工 程 Computer Aided Engineering ─────────── 用OpenGL实现数控加工仿真中的图形显示 李光耀 刘 剑 李启炎 （同济大学CAD研究中心，上海，200092） 作者简介 李光耀：博士，副教授，研究方向为CAD/CAM、计算机图形学等。 提 要 数控加工仿真系统TJS01是工作在Windows平台下，模拟机床按照操作人员要求对 模具进行仿真切割加工，需要让操作人员看清楚整个切割过程以及切割的最后结果。 因此对图形演示部分要求较高，所以开发时选择了图形功能较强的Visual C++，图 形方面则使用了OpenGL系统进行数控的图形演示。 关 键 词 数控仿真、图形、OpenGL 0 引 言 OpenGL作为一个性能优越的图形应用程序设计界面(API)而适合于广泛的计算环境，从个 人计算机到工作站和超级计算机，OpenGL都能实现高性能的三维图形功能。由于许多在计算 机界具有领导地位的计算机公司纷纷采用OpenGL作为三维图形应用程序设计界面，并且它具 有广泛的移植性，因此，OpenGL已成为目前广为流行的三维图形开发标准，是从事三维图形 开发工作的技术人员所必须掌握的开发工具。 1 OpenGL工作流程 整个OpenGL的基本工作流程如图1所示。 逐个顶点操作 几何顶点数据 运算器 和图元组装 光栅化 逐个顶点操作 帧缓冲区 显示列表 图像象素数据 图像操作 纹理映射 图 1 OpenGL的工作流程 ________________________ 来稿日期：2001-10-08 转载 中国科技论文在线 60 计算机辅助工程2002 ──────────────────────────────────────────── 图1中几何顶点数据包括模型的顶点集、线集、多边形集，这些数据经过流程图的上部， 包括运算器、逐个顶点操作等；图像数据包括象素集、影像集、位图集等，图像象素数据的 处理方式与几何顶点数据的处理方式是不同的，但它们都经过光栅化、逐个片元(Fragment) 处理直至把最后的光栅数据写入帧缓冲器。在OpenGL中的所有数据包括几何顶点数据和图像 数据都可以被存储在显示列表中或者立即可以得到处理。OpenGL中，显示列表技术是一项重 要的技术。OpenGL要求把所有的几何图形单元都用顶点来描述，这样运算器和逐个顶点计算 操作都可以针对每个顶点进行计算和操作，然后进行光栅化形成图形碎片；对于图像数据， 象素操作结果被存储在纹理组装用的内存中，再与几何顶点操作一样光栅化形成图形片元。 整个流程操作的最后，图形片元都要进行一系列的逐个片元操作，这样最后的象素值BZ送入