基于OpenGL视景体的三维CAD模型交互显示研究
基于OpenGL的三维场景多视角实时漫游与观察
ｖ ｉ ＣＣ ｍｅａ： ｔｔＶｉｗ（ｏ ｔａ ＣＶ ｃｏ３ ｖ ｘｓ ｏｄ ａ ｒ： ａｅ ｅ ｆ ａ ， ｅ ｔｒ Ａ ｉ Ｒｏ ｌ ） ｛ＧＬ ｔｘ ｆＭＲ； ｍａｒ ｌ ｉ６ Ｖ ｃｏ３ ｏａｅ ｔｘａ Ａ ｉ，ＭＲ ： ｅ ｔｒＤＲ ｔｔＭａｒ （，ｖ ｘｓ ｉ ）
Ｃｏ ｐ ｔｒ Ｅｒ ｏ ０ ８ ｍ ｕ ｅ ａ Ｎ ．１ ２ ０ １
基于 Ｏ ｅ Ｌ ｐ ｎ 的三维场景多视角实时漫游与观察 Ｇ
傅 由甲
（ 工 学院计 算机科 学与工 程 学院 ，重庆 ４０５１ 重庆 ０００
摘 要 ：主要 介 绍 三 维场 景 中景 内和 景 外摄 影机 控 制 的原 理 和 实现 方 法 。 方 法克 服 了 Ｏ ｅＧＬ场 景观 察 缺 乏 交互 功 能 该 ｐｎ
＿
ＣＶｅｃｏ ３ ｍ ｖ Ｖｅ ｔ ｒ Ｉ 摄 影 机 向 上 方 位 向 量 ｔｒ Ｕｐ ｃｏ ； Ｉ
＿
Ｃｖ ｃ ｏｒ ｅ ｔ ３ ｍ ｖ ｔ ｆ ； ／ 影 机 侧 向 向 量 Ｓ ｒ ｅ ／摄 ａ
＿
ｌ ｆ ｔ ｏａ ｍ
＿
ｆ ｐ ｅ ；／摄影机步速 大小 Ｓｅｄ ， ｆｌｖ ｔ ｎ ／摄影机的仰 角（Ｚ平 面）范围 ０１ ０ Ｅｅ ａｉ ； ／ ｏ Ｙ ， －８
１ Ｃａ ｒ 的定义 ｍｅａ类
Ｃ ｍｅ ａ ｒ ａ类变量和主要 函数定义如下 ：
ＣＣａｍｅｍ
｛ ｐ ｂｃ ｕ ｌ： ｉ
ＣＶｅ ｔ ３ ｃｏｒ ｍ ｖ ｏ ｉ ｎ ／ 点 位 置 Ｐ ｓ ｉ ；／视 ｔ ｏ
＿
Ｒ ｔ ｅ ｉ （ｎ ｌ ． ＿ Ｓｒｆ） ／以 ｖ ｔ ｆ ｏａ Ｖｅ ａ ｇ Ｚ ｍ ｖ ｔ ｅ； ／ Ｓ ｒ ｅ为轴旋转 ｔ ｗ ｅ ａ ａ
用OpenGL实现交互式的三维图形显示
通 过 指 定 相 应 的 视 图 变 换 矩 阵 ， 以 控 制 Ｏ ｅＧ 可 ｐｎ Ｉ
显示物体 的位置 （ 移动相机） 大小 （ 、 将相机移近或 移远物体 ） 还能实现物体在肝幕 ｝ ， ： 的旋转操作 （ 将
平行投影 （ 或称 正交投影 ） 将物体直接 映射到
屏幕上 ， 而不改变它们 的相对尺寸。计算机辅助设 计中使用 的往往是平行投影 ， 它们需要 的不是物体 的真实感 ， 而更加偏重于物体 的实际的（ 或相对的） 尺寸。函数 ｇ ｒ ｏ ｌ ｔ 用来指定合适的平行投影矩阵 ， Ｏｈ 其六个参 数同样用来设 置视 图体 的范 围。文 中示 例中同时考虑 了透视投影和平行投影。
维普资讯
第 ６卷
第１ Ｏ期 ２ ０ ０ ６年 ５月
科
学
技
术 与 工
程
⑥
Ｖｏ． Ｎｏ １ １６ ．０
Ｍａ ０ ６ ｙ２ ０
１７ —８ ５ ２０ ） ０ １２ —２ ６ １１１ （ ０６ １ —４ ８０
Ｓ ｉｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
所在位置 ｅｅ ，ｙＹ ｅｅ ） 参考点 （ ｙＸ ｅｅ 和 ｙＺ 、 代表物体的
中心，ｅｔ Ｘ ｃｎ ｒ ｃｎ ｒ ，ｅｔ Ｙ和 ｃｎ ｒ ） ｅ ｅ ｅｔ Ｚ 和观察 物体 时向 ｅ 上的方向（ 即观察 物体 时头顶 所指 向的方 向，ｐ ， ｕ Ｘ
ｕ Ｙ ｕＺ 。 ｐ 和 ｐ ）
若改变视点的位置 ， 使得视点 与参考点之间的 距离发生变化 ， 则可 以实 现物体 的缩 放； 改变参 若 考点的位置 ， 使得参考点偏 离物体 的中心 ， 可以 则 实现物体的平移 ； 若改 变观察物体 时 向上 的方 向， 则可以实现物体的旋转。 通过视图变换 和模 型变换 均可 以实现对 物体 的缩放 、 移和旋转操作 ， 平 而且 两种方式通 过指定 视 口变换相 当于将 照 片放 在幻灯机上 进行观 察 的过程。这个 过程最终决 定 了物体在计 算机屏 幕上显示的位置 、 大小等。投影变换 指定 映射 的机 制， 而视 口变换则给 出映射后 图象在屏幕中最终显
基于OpenGL三维物体建模方法的研究与实现
基于OpenGL三维物体建模⽅法的研究与实现基于OpenGL 三维物体建模⽅法的研究与实现赵启升，李存华（淮海⼯学院计算机科学系连云港222005）E-mail ：zhaoqisheng@/doc/a52784558.html摘要使⽤OpenGL 可以对读⼊的STL ⼏何模型进⾏三维真实感渲染、视⾓变换、显⽰缩放、光照设置及⿏标拾取等。
本⽂介绍了⼀种基于OpenGL 的三维物体建模⽅法，分析了基于该⽅法设计相应软件的体系结构，并着重探讨了STL ⽂件的载⼊及视⾓变换等关键技术。
关键词Visual C++ OpenGL STL 三维图形建模基⾦项⽬江苏省教育厅⾃然科学基⾦资助项⽬（NO.02KJB520012）Research and Implementation of Three-Dimensional ObjectModeling based on OpenGL TechnologyZhao Qisheng，Li Cunhua（Depart of Computer Science，Huaihai Institute of Technology，Lianyungang222005） Abstract After a STL gemometric model is read,using OpenGL can dye its color, transform its visual angle,zoom its display,set its illumination,pick its mouse and etc.This paper introduces a method of three-dimensional object modeling,analyzes the architecture of related software based on the method,and discusses emphatically such key technology as loading of STL files and visual angle transforming. Key words Visual C++ OpenGL STL Three-Dimensional Graphics Modeling1.引⾔OpenGL 是⼀个硬件和图形软件接⼝，由于它在三维真实感图形制作中性能优秀，已经成为事实上的⾼性能和交互式视景标准。
基于OpenGL的三维模型显示技术研究
基于OpenGL的三维模型显示技术研究随着计算机技术的快速发展，三维模型技术也得到了广泛的应用。
三维模型技术可以用于游戏、设计、虚拟现实等领域。
为了能够高效、准确地显示三维模型，有必要研究基于OpenGL的三维模型显示技术。
一、OpenGL介绍OpenGL是一种跨平台、开放源代码的图形库，可用于创建2D和3D图形。
OpenGL由Khronos Group开发和维护。
它支持多种编程语言，如C、C++、Java 等。
由于其良好的跨平台性，OpenGL被广泛应用于游戏、虚拟现实、工业设计等领域。
二、OpenGL的三维模型显示原理OpenGL的三维模型显示通过投影、纹理、光照等技术实现。
在显示三维模型时，必须确定视点、投影方式和视口。
投影方式一般有两种：透视投影和正投影。
透视投影是根据物体离观察者的距离来确定其大小，离得越近，大小越大；正投影是根据物体在水平和竖直方向上的大小比例来确定其大小，不随离观察者的远近而改变大小。
纹理技术可以将图片或其他形式的数据映射到物体的表面上，可以使用多种纹理滤波方式，如最近邻法、线性滤波法等。
光照技术可以让物体看上去更加真实。
光照有多种类型，如环境光、漫反射光和镜面光等。
三、OpenGL的三维模型显示实现方式OpenGL的三维模型显示可以用传统的固定管线方式实现，也可以使用最新的可编程管线方式实现。
固定管线方式使用固定的模块处理图形数据，这些模块一般包括投影、光照、显示器等。
这种方式具有较高的性能和稳定性。
可编程管线方式则使用可编程的着色器编写代码处理图形数据。
这种方式具有更高的灵活性和可扩展性，能够实现更复杂的渲染效果。
同时，可编程管线方式也可以在不同平台上实现相同的渲染效果。
四、OpenGL的三维模型显示应用举例OpenGL的三维模型显示在游戏、设计、虚拟现实等领域得到了广泛应用。
在游戏领域中，OpenGL被用于实现游戏物体的渲染、光照和投影等。
例如，开发一款射击游戏时，可以使用OpenGL实现子弹弹道的计算和显示，以及敌人位置的渲染和光照等。
基于OpenGL的三维建模与动画设计技术研究
基于OpenGL的三维建模与动画设计技术研究一、引言在当今数字化时代，三维建模与动画设计技术已经成为影视、游戏、虚拟现实等领域不可或缺的重要组成部分。
而OpenGL作为一种跨平台的图形库，被广泛运用于三维建模与动画设计中。
本文将探讨基于OpenGL的三维建模与动画设计技术，包括其原理、应用和未来发展趋势。
二、OpenGL概述OpenGL（Open Graphics Library）是一种用于渲染2D、3D矢量图形的跨平台图形库。
它提供了一系列的函数，可以用来绘制复杂的图形、场景和动画。
OpenGL具有开放源代码、跨平台、高性能等特点，因此被广泛应用于计算机图形学领域。
三、三维建模技术1. 网格建模网格建模是三维建模中最基本的技术之一，它通过顶点、边和面构成的网格结构来描述物体的外观和形状。
在OpenGL中，可以利用顶点缓冲对象（VBO）和索引缓冲对象（IBO）来高效地管理网格数据，实现复杂物体的建模。
2. 着色器编程着色器编程是OpenGL中非常重要的一部分，它可以控制光照、材质、纹理等效果，从而使得渲染出来的图像更加逼真和生动。
顶点着色器和片元着色器是着色器编程中常用的两种着色器类型，它们可以对顶点和像素进行灵活处理。
3. 纹理映射纹理映射是将二维图像映射到三维物体表面上的技术，可以使得物体表面呈现出各种细节和纹理。
在OpenGL中，通过纹理对象和纹理坐标来实现纹理映射，从而增强了三维场景的真实感和视觉效果。
四、三维动画设计技术1. 骨骼动画骨骼动画是一种基于骨骼系统进行变换和插值计算的动画技术，可以使得角色或物体呈现出生动的动作和表情。
在OpenGL中，可以通过骨骼动画算法和插值技术实现复杂的角色动画效果。
2. 关键帧动画关键帧动画是一种基于关键帧设置和插值计算的动画技术，通过在不同关键帧上设置物体的位置、旋转等属性，然后通过插值计算生成中间帧，从而实现流畅自然的动画效果。
在OpenGL中，可以通过关键帧插值算法实现各种复杂的动画效果。
基于OpenGL的三维模型渲染与动画设计
基于OpenGL的三维模型渲染与动画设计OpenGL是一种跨平台的图形库，广泛应用于计算机图形学、游戏开发等领域。
在三维模型渲染与动画设计中，OpenGL扮演着至关重要的角色。
本文将介绍基于OpenGL的三维模型渲染与动画设计的基本原理、技术实现以及实际案例分析。
一、三维模型渲染基础在三维图形学中，三维模型是由一系列的顶点、法线、纹理坐标等信息组成的。
渲染即是将这些信息转化为屏幕上的像素点，呈现出真实感的三维场景。
OpenGL通过图形管线来实现三维模型的渲染，包括顶点着色器、片元着色器等。
顶点着色器主要负责对顶点坐标进行变换和投影，将三维坐标转化为屏幕坐标；片元着色器则负责对每个像素进行着色，计算光照、纹理等效果。
通过编写这些着色器程序，可以实现各种复杂的渲染效果。
二、OpenGL的基本操作在使用OpenGL进行三维模型渲染时，首先需要初始化OpenGL环境，并创建一个窗口用于显示渲染结果。
然后通过OpenGL提供的API 接口，加载模型数据、纹理数据等，并编写着色器程序。
接下来，通过设置视口、投影矩阵等参数，将场景中的三维模型正确地投影到屏幕上。
同时，还可以通过设置光照、材质等属性，增强渲染效果。
最后，调用OpenGL的绘制函数，将场景渲染到屏幕上。
三、三维模型动画设计除了静态的三维模型渲染外，动画设计也是三维图形学中的重要内容。
在OpenGL中，可以通过对模型的变换、旋转、缩放等操作来实现动画效果。
通过逐帧更新模型的状态，并重新渲染场景，可以呈现出生动的动画效果。
在动画设计中，关键帧插值是一种常用的技术。
通过在不同关键帧上记录模型的状态，并使用插值算法来计算中间状态，可以实现平滑流畅的动画过渡效果。
同时，还可以结合骨骼动画、蒙皮等技术，实现更加复杂和逼真的动画效果。
四、实际案例分析下面我们以一个简单的实例来说明基于OpenGL的三维模型渲染与动画设计。
假设我们有一个立方体模型，并希望实现一个旋转动画效果。
基于OpenGL的三维模型呈现与交互式场景设计
基于OpenGL的三维模型呈现与交互式场景设计OpenGL（Open Graphics Library）是一种用于渲染2D、3D矢量图形的跨平台图形库，被广泛应用于计算机图形学、虚拟现实、游戏开发等领域。
在计算机图形学中，三维模型的呈现和交互式场景设计是一个重要的课题，本文将探讨基于OpenGL的三维模型呈现与交互式场景设计的相关内容。
1. OpenGL简介OpenGL是一种开放标准的图形API，由Khronos Group维护和更新。
它提供了一系列的函数，用于处理图形渲染、纹理映射、光照效果等。
通过OpenGL，开发者可以利用GPU的强大计算能力来加速图形渲染过程，实现高性能的图形应用程序。
2. 三维模型呈现在基于OpenGL的三维模型呈现中，首先需要加载模型数据。
模型数据通常包括顶点坐标、法向量、纹理坐标等信息。
开发者可以使用OpenGL提供的函数来加载和处理这些数据，然后将模型渲染到屏幕上。
2.1 模型加载模型加载是三维图形应用程序中的重要环节。
开发者可以使用各种建模工具创建三维模型，并将其导出为常见的文件格式，如OBJ、FBX等。
然后通过解析文件格式，将模型数据加载到内存中，并上传到GPU进行渲染。
2.2 着色器编程在OpenGL中，着色器是用来控制顶点和像素处理过程的程序。
开发者可以编写顶点着色器和片元着色器来实现对三维模型的渲染效果控制。
通过着色器编程，可以实现光照效果、纹理映射、阴影效果等。
2.3 纹理映射纹理映射是一种常用的技术，用来给三维模型赋予更加逼真的外表。
开发者可以将图片作为纹理贴图应用到模型表面上，从而实现木纹、金属质感等效果。
在OpenGL中，通过纹理坐标和纹理采样器，可以实现复杂的纹理映射效果。
3. 交互式场景设计除了呈现静态的三维模型外，交互式场景设计也是计算机图形学中一个重要的方向。
通过交互式设计，用户可以与三维场景进行实时交互，改变视角、操作物体等。
3.1 鼠标和键盘输入在交互式场景设计中，鼠标和键盘输入是最常见的用户交互方式。
基于OpenGL的三维可视化方法研究
ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ，ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ３ Ｄ ｔ ｏ ｐ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｍａ ｐ ｄ ｒ ａ ｗｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｎ ． Ｋ ｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ＶＣ，Ｏｐ ｅ ｎ ＧＬ，ｇ ｒ ｉ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ Ｃｌ ａ ｓ ｓ Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ＴＰ ３ ９ １
基于OpenGL的三维可视化技术研究与实现
基于OpenGL的三维可视化技术研究与实现随着计算机技术的飞速发展，三维可视化技术也逐渐成为计算机领域的热门研究方向。
其中，基于OpenGL的三维可视化技术因其高效、易用、跨平台等特点，成为了广泛应用的一种技术。
一、OpenGL概述OpenGL是一种跨平台、开放源代码的图像渲染API，是由Silicon Graphics Inc.开发的一套图形程序接口。
OpenGL在3D图形方面的优越性能以及跨平台特性，使得其得到了广泛应用。
OpenGL的发展也比较迅速，在OpenGL 2.0中加入了可编程管线，使得OpenGL可通过GLSL（OpenGL Shading Language）进行高级图形渲染。
二、基于OpenGL的三维可视化技术基于OpenGL的三维可视化技术可以用于各种领域，例如计算机游戏、虚拟现实、医学、建筑设计等等。
其中，计算机游戏是三维可视化技术应用较早的领域之一。
基于OpenGL的游戏开发可以在各种平台上实现高效、流畅的游戏体验。
虚拟现实也是基于三维可视化技术的重要应用领域。
使用基于OpenGL的虚拟现实技术，可以实现逼真的虚拟环境，使用户产生身临其境的体验。
在医学方面，基于OpenGL的三维可视化技术可以用于医学图像重建、医学模拟、手术演示等。
通过可视化技术，医生可以更直观地了解病患情况，选择更合理的治疗方案。
基于OpenGL的三维可视化技术也被广泛应用于建筑设计领域。
使用可视化技术，设计师可以更清晰地了解设计效果，更快速地进行设计调整。
三、基于OpenGL的三维可视化技术实现基于OpenGL的三维可视化技术需要使用OpenGL的相关库函数进行开发。
其中，可以使用GLUT库进行OpenGL窗口的创建和事件处理。
使用OpenGL的矩阵操作函数可以进行三维模型的旋转、缩放、平移等操作。
通过对三维模型的合理组合，可以实现更为复杂的场景效果。
此外，基于OpenGL的三维可视化技术也可以结合其他技术进行应用。
基于OpenGL的3D可视化技术研究
基于OpenGL的3D可视化技术研究一、引言可视化技术在现代科技领域中应用越来越广泛，其中3D可视化技术在很多方面都有较好的发挥空间。
在3D可视化技术中，OpenGL作为一个广泛使用的图形API，其特点在于开放、跨平台、高效率等。
本文将探讨基于OpenGL的3D可视化技术的研究现状、应用案例和未来发展趋势。
二、3D可视化技术的研究现状现阶段，3D可视化技术的研究主要包括三部分：建模、渲染和交互。
在这三部分中，渲染技术是至关重要的。
因为只有完美地渲染出3D模型场景，才能实现良好的交互效果和真实感。
OpenGL作为一个图形API，提供了三维图像的渲染服务，在3D可视化技术中起到了至关重要的作用。
OpenGL是一种开放源代码的图形库，其规范经过OpenGL Architectural Review Board （ARB）的审查和审核，是推广3D图形应用的标准。
目前最新版本为OpenGL 4.6，它支持3D纹理、光照、粒子和透视等渲染效果，可以在不同硬件平台上实现高性能的3D渲染。
三、基于OpenGL的3D可视化技术的应用案例1. 医学领域可视化技术的应用医学领域应用广泛的3D可视化技术可以通过OpenGL渲染出更加真实的脏器模型，帮助医生更好地诊断疾病。
例如，基于OpenGL的X-ray模拟技术可以在没有真实X-ray情况下模拟出人体X-ray影像。
同时，还可以利用OpenGL中的光线追踪技术，实时显示人体的内部结构和器官。
2. 游戏领域可视化技术的应用游戏领域的3D可视化技术需要实时渲染出游戏场景，不仅需要高效率和真实感，还需要具备交互性。
基于OpenGL的3D可视化技术提供了高效的图形操作方法，能够轻松实现对游戏场景的交互操作。
例如，虚拟现实游戏常常使用OpenGL进行3D渲染，并利用头戴式显示器和手柄等交互设备，使玩家沉浸于虚拟世界中。
3. 工业设计领域可视化技术的应用在工业设计领域，基于OpenGL的3D可视化技术可以大幅提升产品设计的效率和质量。
基于OpenGL的三维仿真技术研究
目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2国内外3D仿真技术应用 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国内研究现状 (2)1.2.3 3D仿真技术的应用发展 (2)1.3 OpenGL技术简介 (2)1.3.1 OpenGL发展历程 (3)1.3.2 OpenGL技术特点 (4)1.4 主要研究内容 (4)第二章三维仿真基础理论 (6)2.1 三维图形学基础 (6)2.1.1点 (6)2.1.2向量 (6)2.1.3矩阵 (7)2.2 OpenGL基础原理 (7)2.2.1 OpenGL 数据类型 (7)2.2.2 OpenGL工作方式 (7)2.2.3 状态机 (8)2.2.4 OpenGL渲染管线 (9)2.3 OpenGL坐标变换 (9)2.3.1坐标系统 (10)2.3.2视点变换 (10)2.3.3模型变换 (11)2.3.4 投影变换 (11)2.3.5视口变换 (13)第三章OPENGL编程原理 (14)3.1 OpenGL渲染环境搭建 (14)3.2 OpenGL绘制的图形输出为位图 (15)3.3 基本图元绘制 (16)3.4 OpenGL光照和材质 (17)3.4.1光照 (17)3.4.2材质 (18)3.4.3向场景中添加光线的步骤 (18)3.5 显示列表 (20)3.5.1分配显示列表编号 (20)3.5.2创建显示列表 (21)3.5.3调用显示列表 (21)3.5.4销毁显示列表 (22)3.6 纹理贴图 (23)3.6.1创建纹理图像 (23)3.6.3 纹理缠绕 (25)3.6.4纹理对象 (26)3.6.5 多贴图纹理 (27)3.7 漫游 (27)第四章充电车仿真系统程序 (30)4.1系统简介 (30)4.2程序模块和流程图 (31)4.2.1 总体流程图 (31)4.2.2 显示模块 (32)4.2.3 数据接口模块 (32)4.2.4 碰撞检测模块 (33)4.2.5 轨迹显示模块 (34)4.2.6 角度调控模块 (34)4.3程序运行结果 (35)4.4小结 (37)第五章总结和展望 (38)5.1总结 (38)5.2 展望 (38)参考文献 (40)致谢 (42)附录 (43)近几年，电影院真实的3D场景，游戏中炫酷的特效，海外旅行，战斗机虚拟演习，设计模拟展示等等都是三维仿真的魔力展现。
基于OpenGL的三维建模与可视化技术研究
基于OpenGL的三维建模与可视化技术研究随着计算机技术的不断发展和图形学的飞速发展，三维建模和可视化技术已经成为了一个重要的领域。
其中基于OpenGL的三维建模和可视化技术是其中的佼佼者，它广泛应用于各种领域，如电影制作、游戏开发和虚拟现实等方面。
本文将着重讨论基于OpenGL的三维建模和可视化技术的研究现状及其应用场景。
一、OpenGL技术的简介OpenGL（Open Graphics Library）是一个跨平台、开放源代码、专业级别的三维图形库。
它提供了一种可预测的、一致的编程接口，用于从底层图形硬件中呈现二维和三维图形。
OpenGL最初由Silicon Graphics公司开发，并于1992年首次公开发布。
它可以被用于各种图形应用程序，例如CAD、虚拟现实和游戏。
二、OpenGL的三维建模技术OpenGL中的三维建模技术又称为3D建模技术，是指利用OpenGL提供的函数和库来设计和建造三维图形模型的方法。
在OpenGL中，开发人员可以使用基本的几何形状（如球体、立方体、圆柱体和圆锥体）来建造3D模型，也可以使用复杂的算法和数学公式构造3D模型。
OpenGL中最常用的建模技术是多边形网格模型（Polygon Mesh），它以三角形、四边形或更高维度的多边形为基础构成3D模型。
三、OpenGL的可视化技术OpenGL的可视化技术又称为图形渲染技术，是指将3D模型渲染为2D图像的方法。
OpenGL通过将模型投射到视口中并进行坐标变换和光照计算，最终渲染出2D图像。
在可视化过程中，OpenGL提供了多种渲染管线，包括光栅化管线、路径跟踪管线和着色器程序等，这些管线可以分别用于不同的可视化效果，如深度图、贴图和阴影等。
四、基于OpenGL的三维建模与可视化技术的应用场景基于OpenGL的三维建模与可视化技术已经被广泛应用于电影和游戏制作、虚拟现实、教育和模拟等领域。
以下是一些应用示例：1. 游戏开发：基于OpenGL的3D游戏引擎已经成为游戏制作的重要技术，在3D游戏中，玩家可以通过OpenGL技术构建和渲染游戏场景和角色模型，从而获得逼真的3D游戏体验。
基于Opengl的三维建模技术研究
基于Opengl的三维建模技术研究一、引言三维建模技术在现代技术领域中扮演了一个极其重要的角色。
从游戏到建筑模型，从动画到电影特效，从产品设计到医疗模拟，三维建模技术贯穿于我们生活的各个领域。
而Opengl作为一个跨平台的图形渲染API，为三维建模技术的实现提供了良好的技术性能支持。
本文将围绕着Opengl技术，阐述一些基于Opengl的三维建模技术研究。
二、Opengl与三维建模Opengl是一个跨平台的三维图像库，能够为用户提供端到端的图形解决方案，支持各种硬件和操作系统。
Opengl作为一种标准图形库，它定义了一些标准函数和数据类型，同时支持多种平台和编程语言。
然而，Opengl仅仅是一个图形渲染库，不能有效地实现三维建模，因此需要结合其他软件和技术来实现。
它与其他建模软件如Maya、3ds Max和Blender等相互结合，依据自身的特性进行三维建模。
Opengl支持多种渲染方式和多种材质贴图效果，这样就可以实现各种效果的渲染，从而得到预期的三维模型。
三、Opengl三维建模技术流程基于Opengl的三维建模过程大致可以分为以下几个步骤：首先，需要创建一个Opengl上下文，也就是所谓的窗口，进而初始化OpenGL的渲染环境，设置一些必要的参数，如摄像机位置、投影矩阵、光照、材质等。
接下来，需要加载3D模型的顶点、法线、纹理坐标等数据，并且创建一个纹理，用于将纹理贴在模型上。
通过各种光照计算、材质处理和各种效果的渲染，可生成所需的图像。
在这个过程中，需要使用一些算法如Blinn-Phong算法，以便实现光照效果和材质着色，同时需要使用VBO（顶点缓存对象）和IBO（索引缓存对象）来提高渲染效率。
最后，需要渲染场景并展示结果。
OpenGL可以使用两种方式进行屏幕渲染，一种是基于固定功能渲染管线，另一种是通过可编程着色器，将渲染管线的各个模块进行优化，提高渲染效率。
四、Opengl三维建模技术应用基于Opengl的三维建模技术应用广泛，下面介绍一些具体应用情况：在游戏开发中，三维建模技术可以实现游戏场景建造、角色设计等方面的功能。
基于opengl的虚拟视景仿真系统研究与实现
（ ｃｏｌｆＡ ｔｍ ｔ ｎ Ｎ ￣ ｗ ｓ ｒ ｏ ｔ ｈ ｉ ｌＵ ｉ ｒ ， ／ａ １ １９ Ｃ ｉ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｕｏ ａｉ ， ｏ ｈ ｅ ｅ Ｐ ｌ ｅ ｎｃ ｎ ｅ Ｘ ’ｎ７ ０ ２ ， ｈｎ ｏ ｔｎ ｙ ｃ ａ ｖｓ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｄ ｓｇ ｆ ｃｅ ｔ ｉ ｌ ｔｄ ａ ｖ ｒ ｔ ｆ ｖｓ ａ ｉ ｌｔ ｎ ｄ ｓｇ ａ ｋ ，ｂ ｓ ｄ ｓｒ ｃ ：ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｉ ｎ ｅｆ ｉｎｌ ｓｍｕ ａｅ ａ ｅｙ ｏ ｉｕ ｌｓｍｕ ａｉ ｅ ｉｎ ｔｓ ｓ ａ ｅ ｉ ｙ ｉ ｏ ｏ ｅ ＧＬ， ｄ ｓｇ ｅ ａ ｄ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ａ ｕ ｉ ｅ ｓ ｌ ｉ ｕ ｌ ｃ ｎ ｓ ｌｔ ｎ ｓ ｓ ｍ． Ｓ ｓ ｍ ｓ ｇ ｎ Ｏｐ ｎ ｅ ｉ ｄ ｎ ｉ ｌ ｍｅ ｔｄ ｎ ｖ ｒ ａ ｎ ｖｒ ａ ｔ ｓ ｅ ｅ ｉ ａｉ ｙ ｔ ｍｕ ｏ ｅ ｙｔ ｅ ｕｉ ｎ
ｌａ ｒ ｅ—ｄｍｅ ｓ ｎ ｌｍｏ ｅｓ ｒｖｄ ｓｒｎ ｏ ｔｒａｎ ａ ｄ ＤＥ ｔｒａｎ ｉｔｒ ｃ ｎ ｕｌｓｖｖｄｙ ｏ ｄｔ ｅ ｈ ｉ ｎ ｉ ａ ｄ ｌ，ｐｏ ｉｅ ａ ｄ ｍ ｅｒｉ ｎ Ｍ ｅｒｉ ｎｅ ａ ｅ ａ ｄ ｂ ｉ ｉｉｌ ｏ ｆ ｄ
ｖｓ ａ ｉ ｌｔ ｎ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ．Ｍｅ ｎ ｉ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｒ ｓ ｌ ａ ｌｏｂ ａ ｅ ｅｆ ｒ ｏ ｉ ｅ ．Ｔ ｅ ｉｕ ｌ ｍｕ ａｉ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｓ ｏ ａ ｗｈ ｌ ｉ ｌ ｔ ｅ ｕ ｔ ｃ ｎ ａｓ ｅｓ ｖ ｄ ｉ ｔ ｍ ｆ ｄ ｏ ｈ ｅ， ｏ ｓ ｎｈ ｏ ｖ ｓ ｓｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｕ ｉｅ ｓ ｌａ ｄ ｆ ｘ ｂ ｅ ｉｎ ｆ ａ ｔ ｅ ｕ ｉ ｇ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｙ ｌ． ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｐ ｅ ｏ ｂ ｎ ｖ ｒ ａ ｎ ｅ ｉ ｌ ，ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｌ ｒ ｄ ｃｎ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｃ ｃｅ ｏ ｌ ｉ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ Ｖｉｕ ｉ ｌｔ ｎ； ｅ ＧＬ； ｃ ｎ ａ ｈ； ｅ ａｎ Ｖ ｓ ａｉａ ｉｎ； ｄ ｏ Ｃ ｐ ｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｓ ａ Ｓ ｍｕ ａｉ Ｏｐ ｎ ｌ ｏ Ｓ ｅ ｅ Ｇｒ ｐ Ｔ ｒ ｉ ｉｕ ｌ ｔ ｚ ｏ Ｖｉｅ ａ ｔ ｒ
基于OpenGL的三维可视化技术研究
基于OpenGL的三维可视化技术研究1. 介绍OpenGL是一种跨平台的图形 API（应用程序接口），它能够处理2D和3D图形。
它被广泛应用于游戏和其他图形密集型应用程序中。
在三维可视化领域中，使用OpenGL可帮助创建高质量的三维图形。
2. OpenGL的基本概念和功能OpenGL是一个底层的图形API。
在使用OpenGL时，程序员必须编写所有的渲染代码，包括平移、旋转、缩放以及其它所有的图形变换。
OpenGL只是提供了简单的指令集，它允许程序员使用这些指令来创建二维和三维的图形。
OpenGL的基本功能包括：a. 生成对象：使用OpenGL创建对象，如顶点数组、纹理、缓冲区等。
b. 渲染对象：这是实际绘制图形的部分。
OpenGL提供了各种渲染模式，如点、线、三角形、多边形等。
c. 变换：OpenGL提供了一组变换函数，如平移、旋转、缩放等。
d. 材质：材质定义了物体的外观和性质。
3. 三维可视化技术的应用三维可视化技术可以应用于许多领域，如医学、机械制造、建筑、游戏等。
在医学上，三维可视化技术可以用于创建3D模型，以帮助医生更好地理解患者的解剖结构，从而更准确地进行手术操作。
此外，还可以用于模拟药物的作用和疾病的症状。
在机械制造领域，三维可视化技术可用于制作机械零件的模型，以验证零件的实际工作性能。
还可以用于设备的设计和测试。
在建筑方面，三维可视化技术可以用于建筑设计和规划。
它可以帮助建筑师更好地理解建筑结构，从而更好地展示和修改设计。
在游戏方面，三维可视化技术可以用于创建令人惊叹的游戏场景和角色模型。
它也可以帮助游戏开发人员更好地理解和优化游戏引擎。
4. OpenGL在三维可视化技术中的应用OpenGL是三维可视化技术中最常用的图形API之一。
虽然OpenGL提供了丰富的功能，但它的主要优势在于它的跨平台性和高性能。
OpenGL可以在各种操作系统和硬件平台上运行，并且拥有广泛的硬件支持。
它可以与其他技术，如可编程管道、着色器、纹理压缩等，结合使用。
基于OpenGL的三维模型显示研究与实现
基于OpenGL的三维模型显示研究与实现边栓成【期刊名称】《微计算机信息》【年(卷),期】2012(000)010【摘要】Based on introducing the common 3D model design softwares,the disadvantages of models transforming in different software environments are analyzed.Then the method of model representation in different software environments based on OpenGL is given,Fi- nally,the software of model representation is accomplished.%在对目前三维模型设计软件介绍的基础上，分析了不同软件环境下模型传递存在的不足，提出了利用OpenGL编制显示程序将不同软件环境下的模型进行显示的方法，最后通过编写程序实现了三维模型的显示。
【总页数】2页(P404-405)【作者】边栓成【作者单位】中航工业洛阳电光设备研究所【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.浅析一种运用OpenGL导入显示3DS三维模型的方法 [J], 陈雪梅;谢清钟2.基于OpenGL的鱼雷弹道显示研究与实现 [J], 杨涛;姚旺生3.基于OpenGL ES的插齿加工实时仿真显示研究与实现 [J], 韩江;吴涛;夏链;田晓青;吴路路4.OpenGL下三维模型的显示和自由旋转 [J], 李长锋;修毅5.基于OpenGL的遥感像对立体显示技术研究与实现 [J], 吴婧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于OpenGL的三维建模可视化软件开发
基于OpenGL的三维建模可视化软件开发欧中亚【期刊名称】《信息安全与技术》【年(卷),期】2011(000)007【摘要】Along with the development of computer graphics,formed visualization technology and its 3d performance technology.Visualization technology in 3d graphics that can make people in the world of information directly to operate with form,and computer direct exchanges,3d performance technology allows us to present the various objects three-dimensional world.At present there are many visualtools,including SGI OpenGL 3d graphics out library prominence,easy to use and powerful.This paper is to explain how to use OpenGI 3d modeling,development visualization software.%伴随着计算机图形学的发展,形成了可视化技术及其三维表现技术。
可视化技术,即我们可以直接操作三维图形中的具有物体信息,与计算机直接交互;三维表现技术,即我们可以用它呈现出三维世界中的各种物体。
目前在众多可视化工具中,表现突出的是SGI公司推出的OpenGL三维图形库,功能强大而且易于使用。
本文是阐述如何用OpenGL进行三维建模,开发可视化软件。
【总页数】3页(P48-50)【作者】欧中亚【作者单位】河南经贸职业学院信息管理系,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TP391.41【相关文献】1.基于OpenGL技术的水下地形三维建模与可视化 [J], 纪亚洲;杨学章2.基于OpenGL的桥梁3D可视化软件开发 [J], 周洲;张立成;周林英;郝茹茹3.基于OpenGL的三维建模可视化软件开发 [J], 梁婧;姚红革4.基于OpenGL和离散点的三维建模可视化探讨 [J], 肖坤;杨曦晔5.基于OpenGL的三维建模仿真软件开发 [J], 蔡勇;杨振中因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于OpenGL技术的三维几何画板设计与开发的开题报告
基于OpenGL技术的三维几何画板设计与开发的开题报告一、研究的目的和意义随着计算机图形学的发展，越来越多的三维几何模型被应用于工程、设计、游戏等领域。
基于OpenGL技术的三维几何画板可以帮助用户进行三维几何模型的创建、编辑、展示等操作，从而提高工作效率和效果。
本论文旨在探讨如何使用OpenGL开发一款三维几何画板，并通过实现实际功能验证其可行性。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）OpenGL基础知识：学习OpenGL的绘制和渲染原理，包括视角投影、光照、阴影、纹理等。
（2）三维几何处理：学习三维几何基础知识和常用算法，包括坐标系转换、对象变换、世界坐标系、局部坐标系、剖分、压缩等。
（3）软件设计与开发：使用Visual Studio等开发工具进行软件开发，采用C++编程语言，设计数据结构和算法实现绘图板的基本功能，如几何体的创建、编辑、删除、旋转、缩放、平移等。
2. 研究方法（1）文献调研：调研现有的三维几何画板技术和设计理念，总结优缺点，为开发提供理论依据和经验指导。
（2）设计与开发：按照需求分析的结果设计和实现三维几何画板的基本功能模块和算法模块，采用模块化编程，不断地进行调试、测试和优化，保证软件的可靠性和稳定性。
（3）实验与评估：利用多种测试用例对开发的三维几何画板进行评估，并通过用户调查和反馈分析软件的可用性、易用性和可扩展性。
三、预计的研究成果和创新性预计研究完成一个基于OpenGL技术的三维几何画板，实现几何体的创建、编辑、删除、旋转、缩放、平移等功能，为用户提供高效、便捷的三维几何模型设计工具。
该软件具有如下创新性：（1）优化图形绘制效率，提高绘图板的运行速度和稳定性。
（2）实现真实的阴影和光照效果，增强几何模型的立体感。
（3）支持多种几何模型的导入和导出，满足用户需求。
四、论文的进度安排1. 第一周：进行调研，并写出开题报告。
2. 第二周：熟悉OpenGL基础知识，并进行实验验证。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
即平移视点坐标系及视景体来实现平移显示变换。为了便于实现
其他交互显示变换，将在不改变 OpenGL 视点坐标系与世界坐标
系相对位置的情况下，通过改变视景体与视点坐标系的相对位
（a）缩放前视景体
（b）缩放后视景体
图 3 缩放显示变换
设缩放前 glOrtho（）设定的视景体参数为 left、right、bottom、
△
△△bottom′=bottom-△y′
△ △
△△top′=top-△y′
3.2 交互缩放显示
（3）
由于 CAD 模型与视景体、视景体与软件客户区的对应关
系，当视景体在上、下、左、右 4 个方向同时减小时，如图 3 所示。
模型在视景体 XVYV 平面区域所占的比例增大，与视景体对应的 软件客户区内显示的 CAD 模型就相应放大；反之，则可实现缩小
设视景体 XVYV 平面宽为 WV，高为 HV；软件客户区宽为 WC，
高为 HC。则：
△△x′=（△x·WV）/WC
△y′=（△y·HV）/HC
（2）
（2）计算 glOrtho（）的新参数（其中 near 和 far 不变）以改变
视景体位置：
△△left′=left-△x′
△
△△△right′=right-△x′
机械设计与制造
第 10 期
74
Machinery Design ＆ Manufacture
2011 年 10 月
文章编号：1001-3997（2011）10-0074-03
基于 OpenGL 视景体的三维 CAD 模型交互显示研究 *
黄常标 江开勇 林俊义 （华侨大学 模具技术研究中心，厦门 361021）
CAD 模型
视景体
YV
ZM XV
ZV
eye
YM
XM
（a）OpenGL 显示模型
ZM
YV
XV
视口 变换
视景体
YM
软件客户区
（b）取景及显示效果 图 1 OpenGL 显示原理 实际上，OpenGL 中三个模型变换函数是分别通过改变 CAD 模型相对于视景体和视点坐标系的位置、比例和方向来实现平 移、缩放和旋转显示；而视点变换函数则是通过改变视点坐标系 相对于世界坐标系的位置和方向来实现各种变换。另外，OpenGL 正交投影变换函数 glOrtho（）可以改变视景体大小及其与视点坐 标系相对位置。 因此利用正交投影变换函数结合视点变换函数，就可以改
2 OpenGL 显示机制
在 OpenGL 显示过程中，三维 CAD 模型经过变换管线中的 模型或视点变换、投影变换、三维裁剪、视口变换等，最终在二维 屏幕上显示为真实感的图像[2]。三维 CAD 模型显示到二维屏幕的 原理，如图 1 所示。图中：坐标系 XMYMZM—世界（或模型）坐标系； XVYVZV—OpenGL 视点坐标系，两个坐标系均符合右手规则。投影 变换定义了一个视景体[3]。视景体限定了能够在屏幕上显示的模 型空间区域，视景体外的空间是不可见的。
terx，GLdouble centery，GLdouble centerz，GLdouble upx，GLdouble
upy，GLdouble upz）[2-3]却能够方便地避免上述情况的发生。使用
中图分类号：TH16，TP391.72 文献标识码：A
1 引言
三维 CAD 模型的交互显示对于一个 CAD 系统来说是人机 友好的一个重要方面。为了能通过二维的显示屏幕全面观察和了 解三维的 CAD 模型，CAD 系统必须能够在计算机屏幕的软件客 户区实现对 CAD 模型的交互显示变换，即能够通过鼠标或键盘 控制 CAD 模型在屏幕上的显示位置、大小和方向。目前用于显示 三维 CAD 模型的图形库有 OpenGL、Direct3D、Java3D 等[1]。OpenGL 是一个跨平台、功能强大、调用方便的底层 3D 图形库，已成为三 维图形开发标准，具有高度的可靠性、可扩展性、可伸缩性、灵活 性等特点；Direct3D 是微软开发的包含在 DirectX 多媒体编程环 境中的三维函数库，主要用于 3D 游戏；Java3D 则对 Direct3D、 OpenGL 等进行了二次封装，简化了编程，但也丧失了某些灵活 性与程序执行效率。因此选择 OpenGL 来实现三维 CAD 模型的 交互显示。
The research on the interactive display of three dimensional CAD models based
on the viewing volume of OpenGL
HUANG Chang-biao，JIANG Kai-yong，LIN Jun-yi （Research Center of Mould & Die Technology，Huaqiao University，Xiamen 361021，China）
【摘 要】针对三维 CAD 模型的交互显示要求，采用已成为三维图形开发标准的 OpenGL 免费开 放 3D 图形库来进行开发。在深入研究了 OpenGL 显示机制的基础上，提出并详细讨论了基于 OpenGL 视景体实现 3D 模型的交互显示变换方法。基于 OpenGL 显示系统，通过平移视点坐标系中的视景体 实现平移交互显示，通过缩放视景体来实现缩放交互显示，基于矢量计算视点坐标系旋转参数实现任 意旋转的交互显示。算法的实际编程应用证明能够有效、灵活地实现三维 CAD 模型的各种交互显示 功能。
3.3 交互旋转显示
使用 glRotate（f ）能快速实现交互旋转显示。但在交互过程
中，往往出现屏幕上的鼠标向右移动而模型显示不向右却向其他
方向旋转等等诸如此类的情况。而合理使用视点变换函数 gluL
ookAt（GLdouble eyex，GLdouble eyey，GLdouble eyez，GLdouble cen
关键词：计算机应用；OpenGL；三维 CAD 模型；交互显示 【Abstract】Open Graphics Library （OpenGL），the development standard of 3D graphics，is adopted for the interactive display of three dimensional CAD models.The display mechanism of OpenGL is deeply studied，and then a method based on the viewing volume of OpenGL is presented and detailedly discussed for the interactive display.Based on the display system of OpenGL，the translation of the viewing volume in the eye coordinate is applied to the implementation of translation display of CAD models.The scale of the viewing volume is used to scale the display of CAD models.With the help of vectors，the parameters for the rotation of the Eye Coordinate are computed for the rotation display of CAD models.The running of program illustrates that this method can interactively display the three dimensional CAD models efficiently and flexibly. Key words：Computer application；OpenGL；Three dimension CAD model；Interactive display
视景体在正交投影下为长方体，它是根据视点坐标系构建 的，即当从视点坐标系 ZV 轴正方向往其负方向看时，XV 正向指
＊来稿日期：2010-12-10 ＊基金项目：国家自然科学基金（50975100），福建省青年人才项目（2008F3069），华侨大学科研基金资助项目（08BS203）， 华侨大学基本科研业务费专项基金资助（JB-ZR1103）
变视景体与 CAD 模型的相对位置、比例和方向，实现 CAD 模型 的交互显示。
ZM
YV
XV
ZM
△y′
YV
XV
△x′
置，使得 CAD 模型在屏幕上改变显示位置。通常沿着视点坐标系
ZV 轴看，视景体中心与软件客户区中心重合，视点坐标系原点也 位于视景体中心，如图 2（a）所示，但可以通过正交投影函数 glOrtho
Vcy=（bottom+top）/2
（5）
No.10
76
机械设计与制造
Oct.2011
（3）视景体的新参数为：
所在直线三者可构成一个空间直角三角形，如图 4 所示。
left′=Vcx-width/2
right′=Vcx+width/2 bottom′=Vcy-height/2
（6）
top′=Vcy+height/2
top（near 和 far 不需修改）。当给定一个缩放系数 scale 时，视景体在 XVYV 平面内的尺寸为：
△width=（right-left）·scale
height=（top-bottom）·scale
（4）
（2）计算视景体 XVYV 平面区域中心：
△Vcx=（left+right）/2
OpenGL 中可利用模型变换或视点变换实现 CAD 模型的显 示变换[2-3]，其中，模型变换函数有 glTranslate（f ）、glSacle（f ）和 glRotate（f ）；视点变换函数为 gluLookA（t ）。如文献[4]中使用模型