电子地图分析与导航 三维电子地图的可视化技术 3-2-zs6三维电子地图的可视化技术.pptx

电子地图分析与导航;;;OpenGL（英语：Open Graphics Library，译名：开放图形库或者“开放式图形库”）是用于渲染2D、3D矢量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口（API）。这个接口由近350个不同的函数调用组成，用来从简单的图形比特绘制复杂的三维景象。而另一种程序接口系统是仅用于Microsoft Windows上的Direct3D。OpenGL常用于CAD、虚拟实境、科学可视化程序和电子游戏开发。 OpenGL的高效实现（利用了图形加速硬件）存在于Windows，部分UNIX平台和Mac OS。;OpenGL的主要功能 1.建模：不但有简单的点线面还提供了复杂的三维物体（球、锥等）以及复杂的曲线曲面（Bezier、Nurbs等）绘制函数； 2.变换：主要包括基本变换（平移、旋转等）和投影变换（平行、透视投影等）； 3.颜色模式设置：RGBA模式、ColorIndex颜色索引； 4.光照和材质设置：OpenGL光有辐射光、环境光、漫反射光、镜面光；材质是用光反射率来表示的。场景中物体最终反映到人眼的颜色是光的RGB分量和材质的RGB分量叠加形成的；;OpenGL的主要功能 5.纹理映射：主要表达物体表面的细节； 6.位图显示和图像增强：图像功能除了基本的复制和图像象素读写外，还提供融合（Blending）、反走样（Antialiasing）、雾柔化（Fog）等特殊的图像处理效果； 7，双缓冲（Double Buffering）动画：双缓冲即前台缓冲和后台缓冲。后台计算场景、产生画面，前台显示后台已经计算好的画面；;OpenGL的主要功能 8，交互技术：主要是提供三种工作模式：绘图模式、选择模式和反馈模式。绘图模式完成场景的绘制，可以借助物体的几何参数及运动控制参数、场景的观察参数、光照参数和材质参数、纹理参数、OpenGL函数的众多常量控制参数、时间参数等和Windows对话框、菜单、外部设备等构成实时交互的程序系统。在选择模式下，则可以对物体进行命名，选择命名的物体，控制对命名的物体的绘制。而反馈模式则给程序设计提供了程序运行的信息，这些信息也可反馈给用户，告诉用户程序的运行状况和监视程序的运行进程。 9,其它：利用OpenGL还能实现深度暗示（Depth Cue）、运动模糊（Motion Blur）等特殊效果。;OpenGL的基本原理 OpenGL是一个硬件发生器的软件接口，其主要目的是将二维、三维物体绘制到一个帧缓冲里，它包括几百个图形函数。开发者主要利用这些函数来建立三维模型和进行三维实时交互。 1.图元操作和指令 OpenGL能够从多种可选择的模式画图元，而且一种模式的设置一般不会影响其他模式的设置，无论发生什么情况，指令总是被顺序处理，也就是说，一个图元必须完全画完之后，后继图元才能影响帧存。;OpenGL的基本原理 2.图形控制 OpenGL提供诸如变换矩阵、光照、反走样方法、像素操作等参数来控制二维和三维图形的绘制。它并不提供一个描述或建立复杂几何物体的手段。 OpenGL提供的是怎样画复杂物体的机制而非描绘复杂物体本身的面面俱到的工具。即OpenGL是过程性的而非描述性的。 3.执行模式 OpenGL命令的解释模式是客户/服务器模式的，即由客户发布命令，命令由OpenGL服务器（解释器）来处理，服务器可以运行在客户在相同的或不同的计算机上，基于这一点， OpenGL是网络透明的。;OpenGL图形操作步骤： 步骤1，设置像素格式：主要包括建立OpenGL绘制风格、颜色模式、颜色位数、深度位数等； 步骤2，建立模型：建立三维模型； 步骤3，舞台布景：如何把景物放置在三维空间的适当位置，设置三维透视视觉体以观察场景； 步骤4，效果处理：设置物体的材质（颜色、光学性能及纹理映射等）加入光照及光照条件； 步骤5，光栅化：把景物及其颜色信息转化为可在计算机上显示的像素信息。;;1.基本图元的显示 顶点： 用浮点值表示点称为顶点（Vertex）。所有顶点都是三维的，用二维坐标（x，y）定义的点，其z值默认为0.为表达复杂目标的真实感图形，在顶点处计算下列属性坐标。 几何坐标 法向坐标 颜色坐标 纹理坐标;1.基本图元的显示 线： 线代表线段（Line segment），由一系列顶点顺次连接而成，有闭合和不闭合两种。 线的几何属性 颜色（关闭光照）;1.基本图元的显示 面： 多边形是由一系列线段依次连接而成的封闭区域，这些线段不能交叉，区域内不能有空洞，多边形必须是凸多边形，否则不能正确显示。 多边形可以是平面多边形，即所有顶点在一个平面上，也可以是空间多边形。 颜色坐标 法向坐标;1.基本图元的显示 ;2.纹理叠加技术 3.雾化技术 象素（R、G、B）叠加 深度技术 4.动态显示技术 非实时：