三维图形程序设计PPT教学课件
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… glVertex2i(i, j); glVertex2f(x, y); glVertex3f(x, y, z); glVertex3fv(point);
详见 gl.h中定义
2020/12/11
20
有的函数参数类型后缀前带有数字2、3、4。2代表二维，3代表 三维，4代表alpha值（以后介绍）。
GLUT： OpenGL Utility Toolkit
2020/12/11
6
OpenGL 是什么？
从程序员的角度
指定要绘制的对象
图形应用程序的3要素 描述这些对象的属性
定义观察这些对象的方式
交互程序需要提供输入功能 初始化函数和终止函数
2020/12/11
7
OpenGL 是什么？
OpenGL状态机
最后，OpenGL也定义GLvoid类型，如果用C语言编写，可以用 它替代void类型。
2020/12/11
21
OpenGL中部分常数及其含义
字符
(gl.h define ……) 含义
GL_POINTS GL_LINES GL_AMBIENT GL_POSITION GL_FLAT GL_SMOOTH
输入对象
状态机
输出图像
应用程序 函数调用 OpenGL 像素
1 指定输入；2 改变状态
2020/12/11
8
OpenGL 是什么？
OpenGL是图形渲染管线
2020/12/11
9
OpenGL 有什么？
图元函数 属性函数 视窗函数 控制函数
指定输入 改变状态
2020/12/11
10
OpenGL组件
函数名的前缀为 gl 这部分函数用于常规的、核心的图形处理。由 于许多函数可接收不同数据类型的参数，因此可派 生。
2020/12/11
13
(2) OpenGL实用库
函数名的前缀为 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。
2020/12/11
16
(5) Windows专用库
函数名的前缀为 wgl 主要用于连接OpenGL和Windows，以弥补 OpenGL在文本方面的不足。 Windows专用库只用于Windows环境中。
2020/12/11
17
(6) Win32 API函数库
函数名无专用前缀 这部分函数主要用于处理像素存储格式和双帧 缓存。这些函数将替换Windows GDI中原有的同 样的函数。
•
应用程序编程接口
它包括了近700个函数，开发者可以用这些函数来建立三维模型和进行 三维实时交互。与其他图形程序设计接口不同，OpenGL提供了十分清晰明 了的图形函数，因此初学的程序设计员也能利用OpenGL的图形处理能力和 1670万种色彩的调色板很快地设计出三维图形以及三维交互软件。
GL： Graphics Library, 图形库
动物骨骼的可视化重建
立体云图
2020/12/11
4
虚拟现实
• 运用计算机所产生的高度模拟现实环境的、 具有交互性的高级用户界面。
三维军事战事训练
2020/12/11
5
• OpenGL
• OpenGL是一个图形应用程序编程接口。
•
API：
Application Programmer’s Interface,
Windows API函数库只用于Windows环境中。2020/12/1118OpenGL中的数据类型
2020/12/11
19
OpenGL函数的多种形式
glVertex{234}{sifd}(TYPE coords, …) glVertex{234}{sifd}v(TYPE *coords)
GLint i, j; GLfloat x, y, z, point[3];
2020/12/11
11
OpenGL库函数命名规则
OpenGL库函数
2020/12/11
(1) OpenGL核心库 (2) OpenGL实用库 (3) OpenGL辅助库 (4) OpenGL实用工具库 (5) Windows专用库 (6) Win32 API函数库
12
(1) OpenGL核心库
有些OpenGL函数最后带一个字母v，表示函数参数可用一个指 针指向一个向量（或数组）来替代一系列单个参数值。下面两种格式 都表示设置当前颜色为红色，二者等价。
glColor3f(1.0,0.0,0.0); float color_array[]={1.0,0.0,0.0}; glColor3fv(color_array); 除了以上基本命名方式外，还有一种带“*”星号的表示方法， 例如glColor*()，它表示可以用函数的各种方式来设置当前颜色。同 理，glVertex*v()表示用一个指针指向所有类型的向量来定义一系列 顶点坐标值。
核心库和实用库在所有的OpenGL版本中均有 实现。
2020/12/11
14
(3) OpenGL辅助库
函数名的前缀为 aux 这部分函数提供窗口管理、输入输出以及绘制 一些简单三维物体。 辅助库只能在windows平台上运行
2020/12/11
15
(4) OpenGL实用工具库
函数名的前缀为 glut 这部分函数主要提供基于窗口的工具，如：多 窗口绘制、空消息和定时器，以及一些较复杂的函 数。 由于glut中的窗口管理函数不依赖运行环境， 因此可在所有系统平台上运行。
三维图形程序设计
2020/12/11
1
Chap1 基础知识
2020/12/11
2
计算机图形学领域近年来三大活跃的发展方向
1. 科学计算可视化 2. 计算机动画 3. 虚拟现实
技术核心：三维图形
2020/12/11
3
科学计算可视化
• 运用计算机图形学的原理与方法，将科学与工程 计算所产生的大量的数据转换为图形、图像，以 直观的形式表现出来。
绘制单个顶点集 绘制多组独立的双顶点线段 设置RGBA模式下的环境光 设置光源位置 设置平面明暗处理模式 设置光滑明暗处理模式
三大部分：
(1) 函数说明文件 gl.h glu.h glut.h glaux.h
(2) 静态链接库文件 glu32.lib glut32.lib glaux.lib opengl32.lib
(3) 动态链接库文件 opengl32.dll glu32.dll glut32.dll glaux.dll
详见 gl.h中定义
2020/12/11
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有的函数参数类型后缀前带有数字2、3、4。2代表二维，3代表 三维，4代表alpha值（以后介绍）。
GLUT： OpenGL Utility Toolkit
2020/12/11
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OpenGL 是什么？
从程序员的角度
指定要绘制的对象
图形应用程序的3要素 描述这些对象的属性
定义观察这些对象的方式
交互程序需要提供输入功能 初始化函数和终止函数
2020/12/11
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OpenGL 是什么？
OpenGL状态机
最后，OpenGL也定义GLvoid类型，如果用C语言编写，可以用 它替代void类型。
2020/12/11
21
OpenGL中部分常数及其含义
字符
(gl.h define ……) 含义
GL_POINTS GL_LINES GL_AMBIENT GL_POSITION GL_FLAT GL_SMOOTH
输入对象
状态机
输出图像
应用程序 函数调用 OpenGL 像素
1 指定输入；2 改变状态
2020/12/11
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OpenGL 是什么？
OpenGL是图形渲染管线
2020/12/11
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OpenGL 有什么？
图元函数 属性函数 视窗函数 控制函数
指定输入 改变状态
2020/12/11
10
OpenGL组件
函数名的前缀为 gl 这部分函数用于常规的、核心的图形处理。由 于许多函数可接收不同数据类型的参数，因此可派 生。
2020/12/11
13
(2) OpenGL实用库
函数名的前缀为 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。
2020/12/11
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(5) Windows专用库
函数名的前缀为 wgl 主要用于连接OpenGL和Windows，以弥补 OpenGL在文本方面的不足。 Windows专用库只用于Windows环境中。
2020/12/11
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(6) Win32 API函数库
函数名无专用前缀 这部分函数主要用于处理像素存储格式和双帧 缓存。这些函数将替换Windows GDI中原有的同 样的函数。
•
应用程序编程接口
它包括了近700个函数，开发者可以用这些函数来建立三维模型和进行 三维实时交互。与其他图形程序设计接口不同，OpenGL提供了十分清晰明 了的图形函数，因此初学的程序设计员也能利用OpenGL的图形处理能力和 1670万种色彩的调色板很快地设计出三维图形以及三维交互软件。
GL： Graphics Library, 图形库
动物骨骼的可视化重建
立体云图
2020/12/11
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虚拟现实
• 运用计算机所产生的高度模拟现实环境的、 具有交互性的高级用户界面。
三维军事战事训练
2020/12/11
5
• OpenGL
• OpenGL是一个图形应用程序编程接口。
•
API：
Application Programmer’s Interface,
Windows API函数库只用于Windows环境中。2020/12/1118OpenGL中的数据类型
2020/12/11
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OpenGL函数的多种形式
glVertex{234}{sifd}(TYPE coords, …) glVertex{234}{sifd}v(TYPE *coords)
GLint i, j; GLfloat x, y, z, point[3];
2020/12/11
11
OpenGL库函数命名规则
OpenGL库函数
2020/12/11
(1) OpenGL核心库 (2) OpenGL实用库 (3) OpenGL辅助库 (4) OpenGL实用工具库 (5) Windows专用库 (6) Win32 API函数库
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(1) OpenGL核心库
有些OpenGL函数最后带一个字母v，表示函数参数可用一个指 针指向一个向量（或数组）来替代一系列单个参数值。下面两种格式 都表示设置当前颜色为红色，二者等价。
glColor3f(1.0,0.0,0.0); float color_array[]={1.0,0.0,0.0}; glColor3fv(color_array); 除了以上基本命名方式外，还有一种带“*”星号的表示方法， 例如glColor*()，它表示可以用函数的各种方式来设置当前颜色。同 理，glVertex*v()表示用一个指针指向所有类型的向量来定义一系列 顶点坐标值。
核心库和实用库在所有的OpenGL版本中均有 实现。
2020/12/11
14
(3) OpenGL辅助库
函数名的前缀为 aux 这部分函数提供窗口管理、输入输出以及绘制 一些简单三维物体。 辅助库只能在windows平台上运行
2020/12/11
15
(4) OpenGL实用工具库
函数名的前缀为 glut 这部分函数主要提供基于窗口的工具，如：多 窗口绘制、空消息和定时器，以及一些较复杂的函 数。 由于glut中的窗口管理函数不依赖运行环境， 因此可在所有系统平台上运行。
三维图形程序设计
2020/12/11
1
Chap1 基础知识
2020/12/11
2
计算机图形学领域近年来三大活跃的发展方向
1. 科学计算可视化 2. 计算机动画 3. 虚拟现实
技术核心：三维图形
2020/12/11
3
科学计算可视化
• 运用计算机图形学的原理与方法，将科学与工程 计算所产生的大量的数据转换为图形、图像，以 直观的形式表现出来。
绘制单个顶点集 绘制多组独立的双顶点线段 设置RGBA模式下的环境光 设置光源位置 设置平面明暗处理模式 设置光滑明暗处理模式
三大部分：
(1) 函数说明文件 gl.h glu.h glut.h glaux.h
(2) 静态链接库文件 glu32.lib glut32.lib glaux.lib opengl32.lib
(3) 动态链接库文件 opengl32.dll glu32.dll glut32.dll glaux.dll