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OpenGL中的雾化效果处理 天津广播电视大学粱柳青 摘要OpenGL是一个工业标准的三维计算机图形软件接口，用户可方便地利用它来 创建出高质量的三维彩色图像．并可对其作各种特殊处理。奉文从圉学角度出发，重点分析在 RGBA模式下雾化效果处理的原理，得出雾化处理时选择雾方程混合因子的一般规律和方法． 并通过实捌，对不同的雾化现象进行了分析比较。 关譬词Ope．nGL，RGBA模式，雾方程混夸因子 1引言 OpenGL是—个工业标准的三维计算机图形软件接口，可运行从游戏到专业应用的所鹊应 用软件0。该软件由SGI于1992年开发成功，现在已经可以用于所有主要的操作系统。如： Windows 95／98、Windows 提供广泛的渲染、纹理映射、特殊效果和其他强有力的可视化功能。 在场景中加入雾，可以使图像更真实，在视觉模拟方面很重要。雾是描述相似的大气效应 形式，是薄雾、烟、污染等的通称。使用雾化效果时．距观察点远盼物体就变成雾颜色，用户可 以控制雾的浓度和颜色．尽管在RGBA模式和色彩指数模式下使用时，计算上略有不同，但均 可使用。 2 O,p∞GL雾化效果处理原理及方法 2．1 RGBA模武雾化处理基本原理 op∞GL程序初始化时．要选择色彩显示模式。RGBA模式指的是计算机屏幕上像素的颜 色信患按RC,BA模式存储．即每个像素有四个值：红(R)、绿(e)、蓝(B)颜色值和a值。三种颜 色值按一定的比侧混合而得。 在图学中，雾化效果处理原理的实质是根据雾方程 混台的因子，把雾颜色与物体颜色混合的过程。设雾方 程的混合因子为fO≤f≤1。f=0，表示物体完全被雾 化，物体的颜色即为屏幕的背景颜色；f=1，表示完全没 有雾化，物体的颜色为没有雾的颜色。实际上．雾化效 果处理后所看到的颜色(屏幕上象素点的颜色)C是物 体的颜色ci与雾颜色G加入混合因子f的叠加，如图1 所示。叠加方程为： 图1 C=fE。+(1一f)cf 上式也是OpenGL中加人混合因子f最终雾化后物 体馥色c的计算公式，其ci为糖入像素段的RGBA值，cf为雾颜色值，f为雾方程的混合因 子。在op口1GL中，f有三种不同的计算方式： ·659 ，=B’I抽却xj) (1) r)2 ，=B【蛐x (2、 ，一!型=12 (3) o一(“一删) 其中dm幽，为雾的浓度，：为视觉坐标中观察点与像素段中心的距离。Start、e“为雾开 始、雾结束处的度量值。从式(1)中可以看出：，为自然数负指数幂(自变量为=)函数，具有单 调下降的性质，加入浓度因子可以控制雾的浓度。当饥灯的值等于0时，，的值等于1，雾 方程为： C=o 即物体雾化后的最终颜色就是物体没有雾化时的颜色。如m时的值越大，雾浓度就越大。 当雾浓度大到使，值趋近于0时，雾方程为： C=0 即物体雾化后的最终颜色就是雾的颜色，雾完全覆盖了物体；式(2)中，为自然数负指数 幂(自变量为：)平方函数，也具有单调下降的特征，只是下降更快；式(3)中，为线性函数(自 变量为z)，咖摊、md确定了雾的开始位量和雾的浓度。上面三种情况因幽”毋或珈厅、end取 值的不同而使c从C。变化到c，。从而产生各种不同的雾化效果。通过以上雾方程及混合因 子的分析得出选择，的一般规律：即式(1)、(2)适用于近距离观察有雾状态下的物体。式(1) 可用于模拟自然界雾现象看上去较均匀的情形，；式(2)可用于模拟自然界雾浓度不均匀且雾 变化较大的现象；式(3)则适用于远距离观察有雾状态下的物体，且可用于模拟自然界雾呈线 性变化的情形。 2．2西∞皿雾化效果处理