河南理工大学计算机图形学2章-2图形系统.ppt

第2 章 计算机图形系统 系统的结构：合理的层次结构和模块结构。 目 的：设计容易、维护方便，便于扩充和移植。 2 设备环境类(DC ) 1）设备环境(Device Context，DC)，又称设备描述表或设备上下文，是一种Windows的数据结构。 ★该结构中保存绘图操作中使用的重要属性参数、与图形输出设备的绘制属性有关的信息； ★在编程中，所有绘图操作都是通过设备环境进行的； ★可向屏幕、打印机、图形文件或内存位图输出结果。 屏幕坐标系统 1. 设备坐标系统 x轴自左至右，y轴从上到下，坐标原点在屏幕左上角 2. 逻辑坐标系统 坐标为自下而上，坐标原点在屏幕左下角 1 概述 1）OpenGL是在SGI（Silicon Graphics 硅图)等多家世界闻名的计算机公司的倡导下，以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个通用共享的开放式三维图形标准。 2）目前，包括Microsoft、SGI、IBM、SUN、HP等大公司都采用了OpenGL做为三维图形标准，许多软件厂商也纷纷以OpenGL为基础开发出自己的产品。 3）其中比较著名的产品包括：动画制作软件Softimage和3D Studio MAX、仿真软件Open Inventor、VR软件World Tool Kit、CAM软件ProEngineer、GIS软件ARC/INFO等等。 4)独立于窗口系统和操作系统 以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植 5) 可与Visual C++紧密接口 便于实现机械手的有关计算和图形算法，可保证算法的正确性和可靠性； 6)使用简便，效率高 2 OpenGL的主要功能 1）绘制模型：图形库提供基本几何图形，可绘制需要的三维模型； 2）变换模型：图形库提供了基本变换和投影变换两种变换模型； 3）着色模式：提供两种颜色显示方式，RGBA模式和颜色索引方式。 4）光照处理：提供了环境光、漫反射光和镜面光等的光照模型。 5）纹理映射：能将真实感的纹理粘贴在物体表面，使其逼真生动。 6）位图和图像：提供了一系列函数来实现位图和图像的操作。且位 图和图像数据可以在屏幕和内存间进行传递。 7）制作动画：提供了双缓存技术来实现动画绘制。 8）选择和反馈：为支持交互式程序设计选择操作模式和反馈模式。 9）反走样技术，能够实现深度暗示、运动模糊和雾化等特殊效果。 3 OpenGL的绘制流程和原理 4 OpenGL函数 1）OpenGL核心库（GL） 这部分函数用于常规的、核心的图形处理，是OpenGL的核心部分 包含300多个函数，函数名前缀一律是“gl” Windows平台上 头文件“GL.H” 库文件“OPENGL32.LIB” 动态链接库“OPENGL32.DLL” 核心库可以在所有的OpenGL平台上运行 2）OpenGL实用库（GLU） 这部分函数通过调用核心库的函数，为开发者提供相对简单的用法，实现一些较为复杂的操作。如：坐标变换、纹理映射、绘制椭球、茶壶等简单多边形 包含约50个函数，函数名前缀一律是“glu” Windows平台上 头文件“GLU.H” 库文件“GLU32.LIB” 动态链接库“GLU32.DLL” 实用库可以在所有的OpenGL平台上运行 3）OpenGL辅助库（GLAUX） 这部分函数提供窗口管理、输入输出处理以及绘制一些简单三维物体 包含约30个函数，函数名前缀一律是“aux” Windows平台上 头文件“GLAUX.H” 库文件“GLAUX.LIB” 动态链接库“GLAUX.DLL” OpenGL中的辅助库不能在所有的OpenGL平台上运行 4）OpenGL工具库（GLUT） 由Mark Kilgard开发 这部分函数主要提供基于窗口的工具，以及一些绘制较复杂物体的函数 包含大约30多个函数，函数名前缀为“glut” 文件 头文件“GLUT.H” 库文件“GLUT32.LIB” 动态链接库“GLUT32.DLL” glut中的窗口管理函数不依赖于运行环境的，可以在所有的OpenGL平台上运行 5）WGL库：OpenGL对窗口系统的扩展 对于各类窗口系统，OpenGL都提供了一个扩展库 对于Windows系统，OpenGL提供WGL库 并不是所有的函数前缀都是“wgl” 用于连接OpenGL和Windows，在Windows平台上设置OpenGL环境 头文件、库文件和动态链接库都和Windows GDI一样，由Windows底层提供，头文件是“WINGDI.H” 只能在Windows平台上运行 5 OpenGL函数格式 函数格式示例：定义点函数 6 函数库的使用方式 包含各个