基于opengl的3D天体运动模型设计方案1.doc

基于opengl的3D天体运动模型 设计方案 学 生： ____？？？___ 学 号： ************ 指导老师： ___？？？___ 一、背景简介 1.1设计概述 本3D建模设计运用Win32程序设计的基本原理，基于OpenGL接口函数，以Microsoft Visual Studio 2008为开发工具，以C++语言为开发语言，设计了一个星空背景下的太阳—地球—月球公转自转运动模型，模拟了太阳的光照效果，并实现了可以加速和减速地球和月球的自转、公转速度，而且还可以调整视图的远近和方位，方便各方面的观察。 1.2 OpenGL的基本特点 OpenGL即开放图形库（Open Graphics Library），是一个三维的计算机图形和模型库。 OpenGL作为一个性能优越的图形应用程序设计接口，适用于广泛的计算机环境。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。 OpenGL是一个与硬件图形发生器的软件接口，它包括了100多个图形操作函数，开发者可以利用这些函数来构造景物模型、进行三维图形交互软件的开发。正如上一章所述，OpenGL是一个高性能的图形开发软件包。OpenGL支持网络，在网络系统中用户可以在不同的图形终端上运行程序显示图形。OpenGL作为一个与硬件独立的图形接口，它不提供与硬件密切相关的设备操作函数，同时，它也不提供描述类似于飞机、汽车、分子形状等复杂形体的图形操作函数。用户必须从点、线、面等最基本的图形单元开始构造自己的三维模型。当然，像OpenInventor那样更高一级的基于OpenGL的三维图形建模开发软件包将提供方便的工具。 因此OpenGL的图形操作函数十分基本、灵活。它具有如下特点。 图形质量好、性能高。 无论是三维动画、CAD，还是视觉模拟、可视化计算等，都利用了OpenGL高图形质量、高性能的特点。这个特点使得程序开发者在广播、CAD/CAM/CAE、娱乐、医学图像和虚拟现实等领域中创造和显示出难以想象的2D和3D图形。 行业标准。 OpenGL ARB作为独立的联合委员会，制定规范文档(Specification)。随着业内厂商的支持，OpenGL成为唯一真正开放的、独立于供应商的、跨平台的标准。 稳定性。 OpenGL能够在各种平台上执行，而且OpenGL高版本兼容低版本，保证了已经开发的应用程序不会失效。 可移植性和可靠性。 利用OpenGL技术开发的应用图形软件与硬件无关，只要硬件支持OpenGL API标准就行了，也就是说，OpenGL应用程序可以运行在支持OpenGL API标准的任何硬件上。但是，硬件是不断变化的，OpenGL如何保持可移植性呢？OpenGL扩展（OpenGL Extension）正是为这一目的而设计的。厂商只要提供OpenGL扩展，就可以轻松实现硬件特有的功能。利用OpenGL扩展，OpenGL实现者（OpenGL Implementer）也可以添加新的处理算法。 可扩展性。 OpenGL是低级的图形API，它具有充分的可扩展性。许多OpenGL开发商在OpenGL核心技术规范的基础上，增强了许多图形绘制功能，从而使OpenGL能紧跟必威体育精装版硬件发展和计算机图形绘制算法的发展。对于硬件特性的升级可以体现在OpenGL扩展机制以及OpenGL API中，一个成功的OpenGL扩展会被融入在未来的OpenGL版本之中。通过这种方法，程序开发者和硬件厂商能够在正常的产品周期中组合出新的产品。 可适应性。 基于OpenGL API的图形应用程序可以运行在许多系统上，包括各种用户电子设备、PC、工作站以及超级计算机。由此，OpenGL应用程序可以适应开发人员选择的各种目标平台。 易用性。 OpenGL具有良好的结构、直观的设计和逻辑命令。与其他图形程序包相比，OpenGL只有很少的代码，因此执行速度快。另外，OpenGL封装了有关基本硬件的信息，使得开发者无须针对具体的硬件特征进行设计。 二、概要设计 2.1 程序流程 图1 程序运行流程图 本节将对程序具体的实现进行说明。 开始之前要引用程序要求的头文件: #include windows.h // Windows的头文件 #include gl\gl.h // OpenGL32库的头文件 #include gl\glu.h // Glu32库的头文件 #include gl\glaux.h // Glaux库的头文件#include stdio.h // 标准输入/输出库的头文件 #include math.h // math函数库#pragma comment (lib, opengl32.lib)