[工学]计算机图形学chapter10.pdf

第十章OPEN GL及其实践 知 识 点: Open GL 基本功能和编程应用 教学目的: 让学生了解常用的图形库系统 Open GL使用方法 1 本章内容 10.1 概述 10.2 OPEN GL程序设计入门 10.3 基本几何元素 10.4 坐标变换 10.5 光照明模型处理 2 10.1 概述 • Open GL是在SGI公司推出的三维图形库GL 的 基础上开发而成的一个三维图形软件。 • 提供了很强的功能使三维对象用真实感的图形 显示出来。 • 面向开发虚拟现实、可视化及动画的应用, 是 很有力的工具。 • 可以显示线框图, 也可绘制有明暗处理的图。 3 10.1.1 Open GL的特点 • 从程序开发人员的角度看, OpenGL实际上是 一种3D程序接口(即常说的3D API), 它是3D 加速卡硬件和3D 图形应用程序之间一座非常 重要的沟通桥梁。 • OpenGL 的API集提供了物体描述、平移、旋 转、缩放、光照、纹理、材质、象素、位图、 文字、交互以及提高显示性能等方面的功能， 基本涵盖了开发二、三维图形程序所需的各 个方面。 4 • OpenGL具有两个主要特点： (1) 它是与硬件无关的软件接口, 可以在不同 的平台之间进行移植。因此, 支持OpenGL 的 软件具有很好的移植性,可以获得非常广泛的 应用。 (2) 可以在客户机/服务器系统中工作, 即具有 网络功能, 这一点对于制作大型3D 图形、动 画非常有用。 • 另外, 在OpenGL 的基础上还有Open Inventor、 Cosmo3D、Optimizer等多种高级图形库,适 应不同应用。 5 10.1.2 OpenGL的API结构 • 图10.1(a)是Win32平台上OpenGL API 的结构简图；(b) 是UNIX平台上OpenGL API 的结构简图。其中 – “OpenGL”表示OpenGL基本API,功能包括：物体描 述、平移、旋转、光照、纹理、文字等； – “GLU”表示实用API, 功能包括绘制二次曲面、 NURBS 曲面、复杂多边形及纹理、矩阵管理等； – “WGL”是Win32为支持OpenGL而设计的一套编程接 口; – “GLX”是UNIX系统支持OpenGL 的编程接口 6 Windows应用程序 UNIX应用程序 GLU GLU GDU WGL OpenGL Xlib GLX OpenGL (a) Win32 OpenGL API (b) UNIX OpenGL API 图10.1 OpenGL API结构图