《圖形與多媒體-三維計算機圖形學(xué)(openGL簡介)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《圖形與多媒體-三維計算機圖形學(xué)(openGL簡介)（74頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,*,*,*,圖形與多媒體,,第六章 三維計算機圖形學(xué)(四)OpenGL簡介,汪國平,,,2000年秋季學(xué)期研究生課程,1,,一、OpenGL簡介,什么是OpenGL,,OpenGL的組成,,一個簡單的繪圖程序,,OpenGL函數(shù)命名規(guī)范,,NT環(huán)境中OpenGL的命令解釋流程,,2,,什么是OpenGL,是一個功能強大的圖形庫，用戶可以很方便地開發(fā)所需要地有多種特殊視覺（如光照，紋理，透明，陰影）的三維圖形。,,與軟硬件平臺無關(guān)的三維圖形軟件包，可運行于多種窗口系統(tǒng)之上,,包含圖元生成、投影、光

2、照、光柵化等圖形顯示過程所需的功能,3,,發(fā)展歷史,前身是由SGI公司為其圖形工作站開發(fā)的IRIS GL，是一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的三維圖形軟件接口。,,向其他平臺移植時，開發(fā)了OpenGL,,,有GL的功能，而且是開放的，使用于多種硬件平臺及操作系統(tǒng)，,,用戶可以創(chuàng)建出接近光線跟蹤的高質(zhì)量靜止或動畫的三維彩色圖象，而且是要比光線跟蹤算法快一個數(shù)量級。,4,,OpenGL的組成,,,,,OpenGL庫,,包括115個基本函數(shù),,函數(shù)以gl開頭,,例：glColor3f(), glTranslate3f().,,完成圖元的定義、幾何變換、投影等功能,,5,,OpenGL的組成,OpenGL實用庫,,實用函

3、數(shù)43個,,函數(shù)以glu開頭,,例：gluPerspective();,,完成更高層的圖形處理如曲線曲面的生成、圖象操作等,,OpenGL輔助庫,,包括函數(shù)31個,,函數(shù)以aux開頭,,例：auxInitWindow();,,主要用于窗口管理,6,,主要特點,OpenGL可以在網(wǎng)絡(luò)上工作，即客戶機/服務(wù)器型，顯示圖形的計算機（客戶機）可以不是運行圖形程序的計算機（服務(wù)器），客戶機與服務(wù)器可以是不同類型的計算機，只要兩者服從相同的協(xié)議。,,OpenGL是與硬件無關(guān)的軟件接口，可以在多種硬件平臺上運行,使得OpenGL的應(yīng)用程序有較好的移植性。,7,,OpenGL的工作順序,構(gòu)造幾何要素（點，線，

4、多邊形，圖象，位圖），創(chuàng)建對象的數(shù)學(xué)描述。,,在三維空間上放置對象，選擇有利的場景觀察點。,,計算對象的顏色，這些顏色可能直接定義，或由光照條件及紋理間接給出。,,光柵化，把對象的數(shù)學(xué)描述和顏色信息轉(zhuǎn)換到屏幕的象素。另外，也可能執(zhí)行消隱，以及對象素的操作。,8,,OpenGL程序的基本結(jié)構(gòu),第一部分是初始化部分：,,主要是設(shè)置一些OpenGL的狀態(tài)開關(guān)，如顏色模式（RGBA或ALPHA）的選擇，是否作光照處理（若有的話，還需設(shè)置光源的特性），深度檢驗，裁剪等等。,,這些狀態(tài)一般都用函數(shù)glEnable(???), glDisable(???) 來設(shè)置，???表示特定的狀態(tài)。,9,,第二部分設(shè)置

5、觀察坐標(biāo)系下的取景模式和取景框大小。主要用到三個函數(shù)：,,void glViewport(left,top,right,bottom)；,,設(shè)置在屏幕上的窗口大小，四個參數(shù)描述屏幕窗口四個角上的坐標(biāo)（以象素表示）；,,void glOrtho(left,right,bottom,top,near,far)；,,設(shè)置投影方式為正交投影（平行投影），其取景體積是一個各面均為矩形的六面體;,,void gluPerspective(fovy,aspect,zNear,zFar)；,,設(shè)置投影方式為透視投影，其取景體積是一個截頭錐體，在這個體積內(nèi)的物體投影到錐的頂點。,,10,,第三部分是OpenGL

6、的主要部分，使用OpenGL的庫函數(shù)構(gòu)造幾何物體對象的數(shù)學(xué)描述，包括點線面的位置和拓?fù)潢P(guān)系，幾何變換，光照處理等等。,,,注：移植到使用MFC框架下的Windows程序中，由于Windows自身有一套顯示方式，需要進行一些必要的改動以協(xié)調(diào)這兩種不同顯示方式。,,11,,繪圖前的一些準(zhǔn)備工作,清除當(dāng)前窗口的內(nèi)容，以免影響繪圖的效果,,,void glClearColor ( red , green , blue , alpha );,,給定當(dāng)前屏幕的背景設(shè)置顏色，red , green , blue , alpha 為RGBA顏色值.,12,,,void glClear ( mask );,,

7、命令標(biāo)志要清除的緩沖區(qū)?？梢郧宄木彌_區(qū)如下表所示：,,緩沖區(qū),,名稱,,顏色緩沖區(qū),,GL_COLOR_BUFFER_BIT,深度緩沖區(qū),,GL_DEPTH_BUFFER_BIT,,累加緩沖區(qū),,GL_ACCUM_BUFFER_BIT,,模板緩沖區(qū),,GL_STENCIL_BUFFER_BIT,13,,,可以用,glClearColor, glClearDepth, glClearIndex, glClearStencil, glClearAcc,函數(shù)為各自對應(yīng)的緩沖區(qū)賦值。若要同時清除多個緩沖區(qū)，使用上表中所列的,mask,位或組合，在速度上要比使用多次調(diào)用,glClear,函數(shù)要快得多,

8、。,,14,,描述幾何要素,按一定的順序給出幾何要素的頂點，,glVertex,命令指定一個頂點，并在生成頂點后，把當(dāng)前顏色，紋理坐標(biāo)，法線等值賦給這個頂點。,,函數(shù),,void glVertex{234}{sifd}{v}(coords);,,有時用矢量形式定義頂點，執(zhí)行效率高，但是它只能在glBegin與glEnd之間調(diào)用才有意義。,15,,glBegin,標(biāo)志幾何要素定義的開始，,glEnd,函數(shù)則標(biāo)志結(jié)束一個幾何要素的定義。,,函數(shù),,void glBegin(Glenum mode);,,mode 的值見下表。,16,,Mode 的值,,解釋,,GL_POINTS,,一系列獨立的點,

9、,GL_LINES,,每兩點相連成為線段,,GL_POLYGON,,簡單，凸多邊形的邊界,,GL_TRIANGLES,,三點相連成為一個三角形,,GL_QUADS,,四點相連成為一個四邊形,,GL_LINE_STRIP,,頂點相連成為一系列線段,,GL_LINE_LOOP,,頂點相連成為一系列線段，連接最后一點與第一點,,GL_TRIANGLE_STRIP,,相連的三角形帶,,GL_TRIANGLE_FAN,,相連的三角形扇形,,GL_QUAD_STRIP,,相連的四邊形帶,,17,,一個簡單的繪圖程序,例程,#include ,,#include ,,#include ,,#include

10、,,void main(void),,{,,OpenAWindow(); //創(chuàng)建一個窗口,,InitOpenGL(); //初始化OpenGL,,glColor3f(1.0,1.0,1.0); //設(shè)置當(dāng)前顏色,,glBegin(GL_POLYGON); //開始繪圖,,glVertex2f(-0.5,-0.5);,,glVertex2f(-0.5,0.5);,,glVertex2f(0.5,0.5);,,glVertex2f(0.5,-0.5);,,glEnd();,,glFlush(); //強制輸出,,KeepTheWindowOnScreenForAWhile(); //使窗口

11、在屏幕上保留一會,,},18,,OpenGL函數(shù)命名規(guī)范,,void glVertex3fv(Glfloat *vertex);,,,,前綴 后綴,,前綴,,gl ，glu，aux----該函數(shù)屬于哪個函數(shù)庫,,后綴,,2，3，4----參數(shù)的維數(shù),,b，s，l，f，d，ub，us，ui----參數(shù)的數(shù)據(jù)類型,,v----以數(shù)組方式傳遞參數(shù),,函數(shù)名中的單詞首寫字母大寫,19,,NT環(huán)境中OpenGL的命令解釋流程,OpenGL命令,,OpenGL DLL,客戶,服務(wù)器,,OpenGL ICD,加速卡DDI,Win32 DDI,Server DLL,視頻驅(qū)動,應(yīng)用程序,不帶加速卡

12、 帶加速卡,應(yīng)用程序,OpenGL命令,,OpenGL DLL,客戶,服務(wù)器,,Server DLL,Win32 DDI,視頻驅(qū)動,20,,NT環(huán)境中OpenGL的命令解釋流程,ICD是可安裝的客戶驅(qū)動（Installable Client Driver）,,DLL是動態(tài)聯(lián)接庫（Dynamic Link Library）,,DDI是設(shè)備驅(qū)動接口（Device Driver Interface）,,,21,,二、OpenGL,圖元,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序,,圖元的繪制,,圖元的屬性,,22,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(1/8),初始化顯示方式,,,,,,,例： 將顯示方式置為單緩存、直接顏色方式,,

13、,void auxInitDisplayMode(GL_SINGLE|AUX_RGBA);,void auxInitDisplayMode(Glbitfield mask);,,mask:GL_DOUBLE(GL_SINGLE)|,,AUX_RGBA(AUX_INDEX)|,,AUX_DEPTH |AUX_STENCIL|AUX_ACCUM,23,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(2/8),創(chuàng)建窗口,,初始化窗口的位置與大小,,,,,,,創(chuàng)建并顯示窗口,,void auxInitPosition(Glint x,GLint y,,,GLsizei width,GLsizei height);,,(x,y

14、)：窗口的原點,,width,，,height,：窗口的寬和高,,void auxInitWindow(GLbyte *title);,,title,：窗口標(biāo)題,,24,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(3/8),初始化幀緩存（顏色緩存）,,指定初始顏色,,,,,清幀緩存,,,void glClearColor(GLclampf r,GLclampf g,,,GLclampf b,GLclampf a);,,,缺省值：,(0.0,0.0,0.0,0.0),,void glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);,,25,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(4/8),初始化深度緩存,,指定初始深度值,,,,

15、,清深度緩存,void glClearDepth(GLclampd depth);,,缺省值：,0.0,void glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);,26,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(5/8),設(shè)置投影方式,,置投影方式為平行投影,,,,置投影方式為透視投影,,void glOrtho(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,,,GLdouble top,Gldouble near,GLdouble far);,void glFrustum(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble botto

16、m,,,GLdouble top,Gldouble near,GLdouble far);,27,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(6/8),指定圖元的顏色,,,繪圖,,強制輸出,void glColor*();,void glFlush(void);,28,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(7/8),例程2-1,,#include ,,#include ,,#include ,,#include ,,,,void KeepTheWindowOnScreenForAWhile(),,{ _sleep(2000);,,},,,,void main(void),,{ auxInitDisplayMode(AUX_SING

17、LE|AUX_RGBA);,,auxInitPosition(0,0,500,400);,,auxInitWindow("Create Your Own Program");,,,,glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);,,glClearDepth(0.0);,,glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);,,29,,創(chuàng)建第一個應(yīng)用程序(8/8),,glOrtho(-1.0,1.0,-1.0,1.0,-1.0,1.0); glColor3f(1.0,1.0,1.0); glBegin(GL_POLYGON);

18、 glVertex3f(-0.5,-0.5,0.0); glVertex3f(-0.5,0.5,0.0); glVertex3f(0.5,0.5,0.0); glVertex3f(0.5,-0.5,0.0); glEnd();? glFlush();  KeepTheWindowOnScreenForAWhile();?},30,,圖元的繪制（1/2）,圖元的種類,,點、線段、多邊形、矩形,,圖元的表示,,點：三維坐標(biāo)(x,y,z),??,齊次坐標(biāo)(x,y,z,1),,線段：兩個端點,,多邊形：頂點序列,,矩形：左下角點、右上角點,,繪制圖元,,定義一個頂點,,void

19、 glVertex{234}{sifd}[v](TYPE coords);,例：,glVertex3f(1.0,1.0,1.0);,31,,圖元的繪制（2/2）,glBegin()與glEnd(),,,,,,允許在,glBegin(),與,glEnd(),之間調(diào)用的,OpenGL,命令,,,,void glBegin(GLenum mode);,,mode: GL_POINTS,GLLINES,GL_LINE_STRIP,GL_LINE_LOOP,,,GL_POLYGON,GL_TRIANGLE_STRIP,GL_TRIANGLE_FAN,,,GL_QUADS,GL_QUAD_STRIP,,v

20、oid glEnd(void);,glVertex*();,,glColor*();,,glIndex();,,glNormal();,,glEvalCoord*();,,glCallList(),glCallLists();,,glTexCoord();,,glEdgeFlag();,,glMaterial();,,32,,圖元的屬性（1/5）,顏色,,,,點,,大?。ㄈ笔≈禐?）,,,線段,,線寬,,,void glColor*();,,void glIndex();,void glPointSize(GLfloat size);,void glLineWidth(GLfloat widt

21、h);,,33,,圖元的屬性（2/5）,線型：連續(xù)線（缺省值）、點畫線等,,,,,,多邊形,,繪制方式：頂點、邊界、填充,,,void glEnable(GL_LINE_STIPPLE);,,void glLineStipple(GLint factor,GLushort pattern);,,例： pattern factor 結(jié)果,,0x00FF 1,,0x00FF 2,void glPolygonMode(GLenum face,GLenum mode);,,face: GL_FRONT_AND_BACK(缺省值),,GL_FRONT,,GL_BACK,

22、,mode: GL_POINT,,GL_LINE,,GL_FILL(,缺省值）,,34,,圖元的屬性（3/5）,前向面與后向面,,,,,背面剔除,,void glFrontFace(GLenum mode);,,mode: GL_CCW（缺省值）,,GL_CW,void glCullFace(GLenum mode);,,mode: GL_FRONT,,GL_BACK（缺省值）,,GL_FRONT_AND_BACK,,35,,圖元的屬性（4/5）,多邊形填充方式,,均勻填色方式,,位圖不透明方式,,位圖透明方式,,象素圖方式,,void glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE)

23、;,,void glPolygonStipple(const Glubyte *mask);,,mask:,位圖,,36,,圖元的屬性（5/5）,標(biāo)記多邊形邊界,,,,,多邊形法向,,,void glEdgeFlag(GLboolean flag);,,void glNormal3*(TYPE nx,TYPE ny,TYPE nz);,,void glNormal3*v(const TYPE *v);,,37,,三、輔助庫,初始化一個窗口,,處理輸入事件,,修改查色表,,繪制簡單的三維物體,,管理后臺進程,,運行主程序,,輔助庫中定義的虛鍵值,38,,為什么需要輔助庫,使得OpenGL具有平臺

24、無關(guān)性,,窗口管理,,輸入事件處理,,繪制簡單的三維物體,,后臺與主進程管理,39,,窗口管理（1/2）,設(shè)置窗口顯示方式,void APIENTRY auxInitDisplayMode(GLenum mode);,,mode:,,（1）顏色方式： AUX_RGBA（直接顏色）,,AUX_INDEX（索引顏色）,,（2）緩存方式： AUX_SINGLE（單緩存）,,AUX_DOUBLE（雙緩存）,,（3）深度緩存位數(shù)： AUX_DEPTH（16位）,,AUX_DEPTH24（32位）,,（4）模板緩存位數(shù)： AUX_STENCIL（4位）,,（5）Alpha緩存位數(shù)：AUX_ALPHA（8位

25、）,,同一組中只能選一個，不同組之間用“,|,”相或,,40,,窗口管理（2/2）,創(chuàng)建窗口,,,,設(shè)置窗口的位置和大小,,GLenum APIENTRY auxInitWindow(LPCTSTR title);,,title,：,,窗口的標(biāo)題，為一字符串,,void APIENTRY auxInitPosition(int x, int y, int w, int h);,,x，y定義了窗口的起始點。,,w,，,h,定義了窗口的寬和高。,,41,,處理輸入事件,,窗口尺寸改變,,,,鍵盤響應(yīng),,,,,鼠標(biāo)響應(yīng),,void APIENTRY auxReshapeFunc(AUXRESHAPE

26、PROC myReshape);,,myReshape,是處理窗口尺寸改變消息的函數(shù),void APIENTRY auxKeyFunc(int key, AUXKEYPROC mykeyProc);,,key,是鍵的虛鍵值,,,輔助庫中定義了大多數(shù)鍵盤上的虛鍵值。,,mykeyProc,是對應(yīng)于,key,的處理函數(shù)，不同的,key,可以有,,不同的函數(shù)。,void APIENTRY auxMouseFunc(int b,int m,,,AUXMOUSEPROC myMouseFunc);,,b,是鼠標(biāo)鍵的虛鍵值。,m,是鍵的狀態(tài)。,,myMouseProc,是對應(yīng)于,b,和,m,的處理函數(shù),4

27、2,,修改查色表,void APIENTRY auxSetOneColor,（,int index,，,float r,，,,,float g,，,float b),；,,設(shè)置,index,所指向的顏色。各個顏色分量由,r,，,g,，,b,給出,43,,繪制簡單的三維物體（1/2）,void APIENTRY auxWireSphere(GLdouble); //繪制球（線框圖）,,void APIENTRY auxSolidSphere(GLdouble); //繪制球（填充圖）,,void APIENTRY auxWireCube(GLdouble);//繪制立方體,,void APIEN

28、TRY auxSolidCube(GLdouble);,,void APIENTRY auxWireBox(GLdouble, GLdouble, GLdouble);,,//繪制長方體,,void APIENTRY auxSolidBox(GLdouble, GLdouble, GLdouble);,,void APIENTRY auxWireTorus(GLdouble, GLdouble);,,//繪制圓環(huán)面,,void APIENTRY auxSolidTorus(GLdouble, GLdouble);,,void APIENTRY auxWireCylinder(GLdouble,

29、 GLdouble);,,//繪制圓柱,,void APIENTRY auxSolidCylinder(GLdouble, GLdouble);,,void APIENTRY auxWireCone(GLdouble, GLdouble); //繪制圓錐,44,,繪制簡單的三維物體（2/2）,void APIENTRY auxSolidCone(GLdouble, GLdouble);,,void APIENTRY auxWireTeapot(GLdouble); //繪制茶壺,,void APIENTRY auxSolidTeapot(GLdouble);,,void APIENTRY a

30、uxWireIcosahedron(GLdouble);//繪制二十面體,,void APIENTRY auxSolidIcosahedron(GLdouble);,,void APIENTRY auxWireDodecahedron(GLdouble);//繪制十二面體,,void APIENTRY auxSolidDodecahedron(GLdouble);,,void APIENTRY auxWireOctahedron(GLdouble); //繪制八面體,,void APIENTRY auxSolidOctahedron(GLdouble);,,void APIENTRY auxW

31、ireTetrahedron(GLdouble);//繪制四面體,,void APIENTRY auxSolidTetrahedron(GLdouble);,45,,后臺與主進程管理,后臺程序,,,,,主程序,void APIENTRY auxIdleFunc(AUXIDLEPROC idleProc);,,idleProc,是當(dāng)系統(tǒng)空閑時調(diào)用的函數(shù),void APIENTRY auxMainLoop(AUXMAINPROC displayFunc);,,diplayFunc,是繪制場景的函數(shù),46,,輔助庫中定義的虛鍵值,,鼠標(biāo)： AUX_LEFTBUTTON, AUX_RIGHTBUTT

32、ON, AUX_MIDDLEBUTTON,,控制鍵： AUX_SHIFT，AUX_CONTROL，AUX_RETURN，AUX_ESCAPE，,,AUX_SPACE，AUX_LEFT，AUX_UP，AUX_RIGHT， AUX_DOWN等,,一般鍵： AUX_A，AUX_B，AUX_C等（大寫字母）,,AUX_a，AUX_b，AUX_c等（小寫字母）,,AUX_0,，,AUX_1,，,AUX_2,等（數(shù)字）,,,,47,,四、幾何變換與投影,坐標(biāo)系,,基本幾何變換,,變換的分解與合成,,變換的模式,,矩陣棧及其操作,,投影,,視區(qū)參數(shù)的設(shè)置,,三維圖形的變換流程,48,,坐標(biāo)系,右手坐標(biāo)系,窗

33、口,x,,y,,z,,o,,49,,OpenGL的變換過程,OpenGL對圖象進行變換與照相機拍攝物體的過程相似。,,分為以下四步：,,支起三角架，把照相機放在場景中，相當(dāng)于OpenGL的取景變換,,把要拍攝的場景固定在要拍攝的物體上，相當(dāng)于OpenGL的模型變換,,選擇照相機鏡頭或調(diào)節(jié)焦距，相當(dāng)于OpenGL的投影變換。,,確定照片的大小，可以放大照片的某一部分，相當(dāng)于,OpenGL,的視見區(qū)變換,,50,,投影變換,就是要確定一個取景體積，其作用有兩個：,,確定物體投影到屏幕的方式，即是透視投影還是正交投影。,,確定從圖象上裁剪掉哪些物體或物體的某些部分。,,投影變換包括透視投影和正交投影

34、（平行投影）,51,,透視投影,其取景體積是一個截頭錐體，再這個體積內(nèi)的物體投影到錐的頂點，有g(shù)lFrustum命令定義這個截頭錐體，這個取景體積可以是不對稱的,,void glFrustum(Gldouble left,Gldouble right,Gldouble bottom,Gldouble top,,,Gldouble near,Gldouble far);,52,,透視投影的示意圖,,,53,,正交投影,其取景體積是一個各面均為矩形的六面體，用glOrtho命令創(chuàng)建正交平行的取景體積,,void glOrtho(Gldouble left,Gldouble right,Gldo

35、uble bottom,Gldouble top,,,Gldouble near,Gldouble far);,54,,正交投影的示意圖,,,55,,基本幾何變換,平移變換,,,放縮變換,,,旋轉(zhuǎn)變換,viod glTranslate{fd}(TYPE deltax,TYPE deltay,TYPE deltaz);,,void glScale{fd}(TYPE sx,TYPE sy,TYPE sz);,,void glRotate{fd}(TYPE angle,TYPE x,TYPE y,TYPE z);,,（x,y,z),,o,,旋轉(zhuǎn)正向,56,,變換的模式,固定坐標(biāo)系模式,,活動坐標(biāo)系模

36、式,57,,矩陣棧及其操作（1/8）,三種矩陣棧,,模型觀察變換矩陣棧（至少32個矩陣）,,投影變換矩陣棧（至少2個矩陣）,,紋理變換矩陣棧,（至少2個矩陣）,,矩陣棧的初始狀態(tài),,包含一個單位矩陣,,確定當(dāng)前矩陣棧,void glMatrixMode(GLenum mode);,,mode: GL_MODELVIEW,,GL_PROJECTION,,GL_TEXTURE,,58,,矩陣棧及其操作（2/8）,清矩陣棧棧頂,,,,,,void glLoadIdentity(void);,,將棧頂矩陣替換為單位矩陣,,取消之前變換的作用,…,I,…,M,glLoadIdentity(),59,,矩

37、陣棧及其操作（3/8）,壓棧,void glPushMatrix(void);,,復(fù)制棧頂矩陣并壓入棧,,記住位置,…,M,M,glPushMatrix(),…,M,坐標(biāo)系1,坐標(biāo)系2,坐標(biāo)系1,坐標(biāo)系2,坐標(biāo)系3,60,,矩陣棧及其操作（4/8）,出棧,void glPopMatrix(void);,,彈出棧頂矩陣,,回到記住的位置,…,M1,glPopMatrix(),…,M1,M2,坐標(biāo)系1,坐標(biāo)系2,坐標(biāo)系3,坐標(biāo)系1,坐標(biāo)系2,61,,矩陣棧及其操作（5/8）,設(shè)置棧頂矩陣,,,,void glLoadMatrix(const TYPE *matrix);,,將棧頂矩陣替換為,mat

38、rix,,實現(xiàn)任意變換,…,M2,…,M1,glLoadMatrix(M2),62,,矩陣棧及其操作（6/8）,矩陣相乘,void glMultiMatrix{fd}(const TYPE *matrix);,,以矩陣,matrix,右乘棧頂矩陣并替換棧頂矩陣,,實現(xiàn)任意變換,…,M1*M2,…,M1,glMultiMatrix(M2),63,,矩陣棧及其操作（7/8）,基本幾何變換的作用,,平移變換,,,,,放縮變換,…,M*T,glTranslate{fd}(),…,M,…,M*S,glScale{fd}(),…,M,64,,矩陣棧及其操作（8/8）,旋轉(zhuǎn)變換,…,M*R,glRotate

39、{fd}(),…,M,65,,投影（1/5）,缺省的觀察坐標(biāo)系,窗口,x,u,,y,v,,z,n,,o,,66,,投影（2/5）,改變?nèi)笔〉挠^察坐標(biāo)系,,,,設(shè)置任意觀察坐標(biāo)系,glMatrixMode(GL_PROJECTION);,,glRotatef (75, 1.0, 0.0, 0.0);,void gluLookAt(GLdouble eyex, GLdouble eyey, GLdouble eyez,,,Gldouble centerx, GLdouble centery, GLdouble centerz,,,Gldouble upx, GLdouble upy, GLdoub

40、le upz);,,(eyex, eyey, eyez)為視點/投影中心,,(centerx, centery, centerz)為觀察參考點的位置,,(upx, upy, upz)為觀察正向,,例程4-4,67,,投影（3/5）,平行投影參數(shù)的設(shè)置,void glOrtho(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,,,GLdouble top, Gldouble near,GLdouble far);,,void glOrtho2D(GLdouble left,GLdouble right,,,GLdouble bottom,GLdouble

41、 top);,,68,,投影（4/5）,透視投影參數(shù)的設(shè)置,,void glFrustum(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,,,GLdouble top, Gldouble near,GLdouble far);,,left,,right,,top,,bottom,,near,,far,,坐標(biāo)原點,69,,投影（5/5）,,void gluPerspective(GLdouble fory,GLdouble aspect,,,GLdouble near,GLdouble far);,,w,,坐標(biāo)原點,h,,aspect = w/h,,n

42、ear,,far,,fovy,,70,,視區(qū)參數(shù)的設(shè)置,m,void glViewport(GLint x,GLint y,GLint width,GLint height);,,(x,y)：,視區(qū)左下角點,,width,，,height,：,視區(qū)的寬和高,,71,,三維圖形的變換流程,,模型變換,觀察變換,投影變換,窗口至視,,區(qū)的變換,72,,本章習(xí)題,構(gòu)造一個三維圖形交互環(huán)境，用真實感三維造型顯示一個三維形體，并可以用鼠標(biāo)驅(qū)動（平移和旋轉(zhuǎn)、放大和縮?。┧@示的物體。,,作業(yè)要求：,,三維形體可以自選，但要在交互環(huán)境中交互輸入，建議顯示“計算機圖形學(xué)”字形；,,真實感繪制可以用OpenGL，建議用光線跟蹤法繪制；,,三維交互環(huán)境必須自己構(gòu)造，并要實現(xiàn)實時交互功能；,,可以由2-3人作為一個小組，共同完成。,73,,END,,,74,,