OpenGL应用编程接口文档.doc

OpenGL1 OpenGL 特点1．建模：OpenGL图形库除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外，还提供了复杂的三维物体（球、锥、多面体、茶壶等）以及复杂曲线和曲面绘制函数。　　2．变换：OpenGL图形库的变换包括基本变换和投影变换。基本变换有平移、旋转、变比镜像四种变换，投影变换有平行投影（又称正射投影）和透视投影两种变换。其变换方法有利于减少算法的运行时间，提高三维图形的显示速度。　　3．颜色模式设置：OpenGL颜色模式有两种，即RGBA模式和颜色索引（Color Index）。　　4．光照和材质设置：OpenGL光有辐射光（Emitted Light）、环境光（Ambient Light）、漫反射光（Diffuse Light）和镜面光（Specular Light）。材质是用光反射率来表示。场景（Scene）中物体最终反映到人眼的颜色是光的红绿蓝分量与材质红绿蓝分量的反射率相乘后形成的颜色。　　5．纹理映射（Texture Mapping）。利用OpenGL纹理映射功能可以十分逼真地表达物体表面细节。　　6．位图显示和图象增强图象功能除了基本的拷贝和像素读写外，还提供融合（Blending）、反走样（Antialiasing）和雾（fog）的特殊图象效果处理。以上三条可使被仿真物更具真实感，增强图形显示的效果。7．双缓存动画（Double Buffering）双缓存即前台缓存和后台缓存，简言之，后台缓存计算场景、生成画面，前台缓存显示后台缓存已画好的画面。此外，利用OpenGL还能实现深度暗示（Depth Cue）、运动模糊（Motion Blur）等特殊效果。从而实现了消隐算法。2 OpenGL 工作机制 HYPERLINK /ShowWorks.asp?Type=1ID=19 \l 2.1_OpenGL中3D物体的表示_ 如何在OpenGL中表示3D物体 HYPERLINK /ShowWorks.asp?Type=1ID=19 \l 2.2_OpenGL_的渲染流水线 OpenGL 的渲染流水线 HYPERLINK /ShowWorks.asp?Type=1ID=19 \l 2.3_OpenGL的命名规则 OpenGL中函数的命名规则??? 2.1 OpenGL中3D物体的表示?? 在3D空间中，场景是物体或模型的集合。在3D图形渲染中，所有的物体都是由三角形构成的。这是因为一个三角形可以表示一个平面，而3D物体就是由一个或多个平面构成的。比如下图表示了一个非常复杂的3D地形，它们也不过是由许许多多三角形表示的。渲染后的地形面貌复杂的地形也是由三角形构成的?? 因此,在OpenGL中，我们只要指定一个或多个三角形，就可以表示任意3D物体。那么如何指定三角形呢？OpenGL提供三种指定三角形的方法：即单个三角形、三角条形和三角扇形。?? 指定单个三角形。这是最简单，最直接的方法。即调用特定的OpenGL函数，传入三个顶点坐标，指定一个三角形。如下图：传入三个顶点(V1,V2,V3)，指定一个三角形?? 三角条形。这种方式适合于同时绘制多个三角形，且这些三角形之间至少存在一条公共边。一个三角条形是在单个三角形的基础上，再指定一个或多个顶点。这些顶点按照次序同上一顶点一起构成一个新的三角形。下图演示了这种推进过程。指定三个顶点，确定第一个三角形指定第四个顶点，和上一三角形共享一边指定第5个顶点，继续推进?? 三角扇形。三角扇形中，所有顶点按照一个中心点成扇形排列。如下图，是一个以V1为中心点的三角扇形。　 既然使用三角形就可以表示任何图形，为什么还要使用三角条形和三角扇形呢？这是因为在OpenGL渲染流水线中，对于每个顶点都要进行变换运算。而对于一些连接在一起的三角形组来说，使用三角条形或三角扇形就减少了顶点的数目，这意味着减少了对顶点的运算，因此提高了渲染速度。例如，上图中第三个三角扇形，该扇形描述了4个三角形。如果把这四个三角形都一一作为单个三角形传给OpenGL的话，我们需要3*4=12个顶点，而使用了三角扇形之后，我们只使用了6个顶点。这节约了一半的运算量！2.2 OpenGL 的渲染流水线?? 当我们把要绘制的三角形传给OpenGL之后，OpenGL还要做许多工作以完成3D空间到屏幕的投影。这一系列的过程被称为OpenGL的渲染流水线。一般地，OpenGL的渲染流程如下：2.2.1 视图变换?? 当一个场景确定之后,如果我们想移动某个物体,或者要实现场景内的漫游,就必须进行模型视图的变换。模型视图变换可以根据需要，移动或旋转一个或多个物体。例如，如果我们想在3D空间中沿着Z轴向前走的话，只需要把所有物体向-Z方向移动n个单位即可。如果我们要向左看，就应该把所有物体沿着Y轴渲染向右旋转N个角度。下图演示