计算机图形学opengl1简介

1、计算机图形学讲义OpenGL1 简介黄可坤嘉应学院1 什么是OpenGL？OpenGL是一个功能强大的开放图形库（Open Graphics Library）。其前身是SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL。为使其能够更加容易地移植到不同的硬件和操作系统，SGI开发了OpenGL.OpenGL被打造为开放性标准，任何软硬件厂商均可自由使用，这让它受到广泛的欢迎。长期以来，从事三维图形开发的技术人员都不得不在自己的程序中编写矩阵变换、外部设备访问等函数，这样为调制这些与自己的软件开发目标关系并不十分密切的函数费脑筋，而OpenGL正是提供一种直观的编程环境，它提供的一系列函数大大地简化了三

2、维图形程序。OpenGL1.0OpenGL 1.5是经典的固定管线时代；OpenGL 2.0OpenGL2.1是固定管线和可编程管线并存的时代；OpenGL 3.0OpenGL4.x开始是可编程管线崛起的时代。近几年OpenGL发展速度迅猛，新版本的OpenGL已经更新到了OpenGL 4.4，其功能略超过Direct3D11，且被Nvidia和AMD主流显卡全面支持；有96.8%手持设备都只使用桌面OpenGL的子集OpenGLES作为他们的图形编程接口；许多家用游戏机也使用OpenGL作为其图形的编程接口。OpenGL已经重新回到主流的地位。2 OpenGL的特点从程序开发人员的角度来看，

3、OpenGL是一组绘图命令的API集合。利用这些API能够方便地描述二维和三维几何物体，并控制这些物体按某种方式绘制到显示缓冲区中。OpenGL的API集提供了物体描述、平移、旋转、缩放、光照、纹理、材质、像素、位图、文字、交互以及提高显示性能等方面的功能，基本涵盖了开发二、三维图形程序所需的各个方面。与一般的图形开发工具相比，OpenGL具有以下几个突出特点:（1）跨平台特性 OpenGL与硬件、窗口和操作系统是相互独立的。为了构成一个完整功能的图形处理系统，其设计实现共分 5 层：图形硬件、操作系统、窗口系统、 OpenGL和应用软件。 因而， OpenGL可以集成到各种标准窗口和操作系统

4、中。例如，操作系统包括UNIX,Windows NT, Windows 95/98, DOS等；窗口系统包括X Windows, Microsoft Windows等。（2）应用的广泛性OpenGL是目前最主要的二、三维交互式图形应用程序开发环境，已成为业界最受推荐的图形应用编程接口。自从1992年发表以来，OpenGL已被广泛地应用于CAD/CAM、三维动画、数字图像处理以及虚拟现实等领域，Kinetix公司的3D Studio Max就是突出的代表。无论是在PC机上，还是在工作站甚至是大型机和超级计算机上，OpenGL都能表现出它的高性能和强大威力。（3）网络透明性 建立在客户/服务器模型

5、上的网络透明性是OpenGL的固有特性，它允许一个运行在工作站上的进程在本机或通过网络在远程工作站上显示图形。利用这种性质能够均衡各工作站的工作负荷,共同承担图形应用任务。（4）高质量和高性能 无论是在CAD/CAM、三维动画还是可视化仿真等领域，OpenGL高质量和高效率的图形生成能力都能得到充分的体现。在这些领域中，开发人员可以利用OpenGL制作出效果逼真的二、三维图像来。（5）出色的编程特性 OpenGL在各种平台上已有多年的应用实践，加上严格的规范控制，因此OpenGL具有良好的稳定性。 OpenGL具有充分的独立性与易使用性等。3 OpenGL图形操作步骤1）根据基本图形单元建立景物模型，并且对所建立的模型进行数学描述（OpenGL中把：点、线、多边形、图像和位图都作为基本图形单元）。2）把景物模型放在三维空间中的合适的位置，并且设置视点（viewpoint）以观察所感兴趣的景观。3）计算模