三维空间中的分形.ppt

1、参考书：分形算法与程序设计,1,第 9 章,三维空间中的分形,9.1 OpenGL简介 9.2三维空间中的Sierpinski地毯,9.3 Sierpinski金字塔 9.4三维空间中Sierpinski海绵,参考书：分形算法与程序设计,2,OpenGL简介,9.1,OpenGL，即开放性图形库（Open Graphics Library），是一个三维的计算机图形和模型库。OpenGL包含120个图形函数，在微机环境下共有5种函数，即基本（或核心）函数、实用函数、辅助函数、Windows专用函数和Win32 API函数。,参考书：分形算法与程序设计,3,OpenGL的基本功能,1 绘制物体 O

2、penGL提供了丰富的基本图元绘制命令，从而可以方便地绘制物体，包括规则的和不规则的。,参考书：分形算法与程序设计,4,OpenGL的基本功能,2 变换 OpenGL提供了一系列基本的变换，如取景变换、模型变换、投影变换及视口变换。,参考书：分形算法与程序设计,5,OpenGL的基本功能,3 光照处理 包括发射光、环境光、散射光和镜面反射光。,参考书：分形算法与程序设计,6,OpenGL的基本功能,4 着色 OpenGL提供了两种物体着色模式，一种是RGBA颜色模式，另一种是颜色索引（Color Index）模式。,参考书：分形算法与程序设计,7,OpenGL的基本功能,5 反走样 在Open

3、GL绘制图形过程中，由于使用的是位图，所以绘制出的图像的边缘会出现锯齿形状，称为走样。为了消除这种缺陷，OpenGL提供了点、线、多边形的反走样技术。,参考书：分形算法与程序设计,8,OpenGL的基本功能,6 融合 为了使三维图形更加具有真实感，经常需要处理半透明或透明的物体图像，这就需要用到融合技术。,参考书：分形算法与程序设计,9,OpenGL的基本功能,7 雾化 正如自然界中存在烟雾一样，OpenGL提供了“fog”的基本操作来达到对场景进行雾化的效果。,参考书：分形算法与程序设计,10,OpenGL的基本功能,8 位图和图像 在图形绘制过程中，位图和图像是非常重要的一个方面。Open

4、GL提供了系列函数来实现位图和图像的操作。,参考书：分形算法与程序设计,11,OpenGL的基本功能,9 纹理映射 在计算机图形学中，把包含颜色、alpha值、亮度等数据的矩形数组称为纹理。而纹理映射可以理解为将纹理粘贴在所绘制的三维模型表面，以使三维图形显得更生动。,参考书：分形算法与程序设计,12,OpenGL的运行环境,10动画 出色的动画效果是OpenGL的一大特色，OpenGL提供了双缓存区技术来实现动画绘制。,参考书：分形算法与程序设计,13,OpenGL的基本函数,1顶点坐标 OpenGL采用有序排列的顶点集合来构造几何图元，而不是将线段、多边形组合起来构造几何图元。 如： gl

5、Vertex2s(2,5); /整数定义的二维坐标 glVertex3f(2,5,7); /浮点定义的三维坐标,参考书：分形算法与程序设计,14,OpenGL的基本函数,2顶点关系 在OpenGL中，同一个几何图元的所有被定义的顶点一起放在glBegin()和glEnd()函数之间，同时定义这些顶点之间的关系。如： glBegin(GL_POLYGON); glVertex2s(0,0); glVertex2s(0,11); glVertex2s(11,14); glVertex2s(14,7); glVertex2s(7,0); glEnd();,参考书：分形算法与程序设计,15,OpenG

6、L的基本函数,3显示列表 OpenGL显示列表（Dispplay List）是由一组预先存储起来的留待以后调用的OpenGL函数语句组成的，当调用这张显示列表时就一次执行表中所列出的函数语句。 创建显示列表 OpenGL用下面的函数组创建显示列表： void glNewList(GLuint list,GLenum mode); void glEndList(void); 执行显示列表 显示列表的执行函数形式如下： void glCallList(GLuint list); 参数list指定被执行的显示列表。,参考书：分形算法与程序设计,16,OpenGL的基本函数,4颜色设置 RGBA模式下

7、的颜色定义 在RGBA模式下，利用glColor*命令来定义当前颜色。glColor*命令有如下几种形式： void glColor3b s i f d ub us ui(TYPE r,TYPE g,TYPE b); void glColor4b s i f d ub us ui(TYPE r,TYPE g,TYPE b,TYPE a); void glColor3b s i f d ub us uiv(TYPE *v); void glColor4b s i f d ub us uiv(TYPE *v); 在颜色索引模式下的颜色定义 通过调用函数glIndex*()从颜色索引表中选取当前颜色

8、。 void glIndex(s f d i)(c:TYPE); void glIndex(s f d i)v(c:PTYPE);,参考书：分形算法与程序设计,17,OpenGL的基本函数,5光照设置 创建光源(Light Source) 光源有许多特性，如颜色、位置、方向等。可以使用下面的函数定义光源： void glLightifv(GLenum light , GLenum pname, TYPE param) 启动光照 在OpenGL中，必须明确指出光照是否有效或无效。如果光照无效，则只是简单地将当前颜色映射到当前顶点上去，不进行法向、光源、材质等复杂计算，那么显示的图形就没有真实感。

9、启动和取消光源的函数如下: glEnable(GL_LIGHTING);/启动光照 gDisable(GL_LIGHTING);/取消光照,参考书：分形算法与程序设计,18,OpenGL的基本函数,6明暗处理 在OpenGL中，用单一颜色处理的称为平面明暗处理(Flat Shading)，用许多不同颜色处理的称为光滑明暗处理(Smooth Shading) 。 设置明暗处理模式的函数为： void glShadeModel(GLenum mode);,参考书：分形算法与程序设计,19,OpenGL的基本函数,7材质设置 材质定义 材质的定义与光源的定义类似。其函数为： void glMater

10、ialifv(GLenum face,GLenum pname,TYPE param); 改变材质 在OpenGL中提供了两种方式来改变场景中的材质。 第一种方法是利用函数glMaterial*()来改变材质，但是调用函数glMaterial*()需要同时保存当前矩阵，也就是调用函数glPushMatrix()和glPopMatrix()。 第二种方法是使用函数glColorMaterial()，其形式为： void glColorMaterial(GLenum face,GLenum mode);,参考书：分形算法与程序设计,20,OpenGL的基本函数,8纹理映射 纹理定义 在程序中可以用

11、以下函数定义二维纹理映射： void glTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLint components, GLsizei width,Glsizei height,GLint border,GLenum format,GLenum type,const GLvoid *pixels); 纹理控制 OpenGL中控制纹理的函数是： void glTexParameterifv(GLenum target,GLenum pname,TYPE param); 定义纹理坐标 OpenGL坐标定义的函数是： void gltexCoord1 2 3 4s i

12、 f dv(TYPE coords);,参考书：分形算法与程序设计,21,OpenGL的基本函数,9选择与反馈 在OpenGL中，提供了选择和反馈两种方式，以实现对屏幕上的某个物体的信息提供，达到交互的目的。 进行模式选择的函数原型如下： Lint glRenderMode(GLenum Mode); 在进入选择模式之前，必须调用函数glSelectBuffer()来制定选择数组。 在进入反馈模式之前，必须调用函数glFeedbackBuffer()来制定反馈数组。,参考书：分形算法与程序设计,22,OpenGL的基本函数,10帧缓存与动画 帧缓存的组成 OpenGL帧缓存由以下四种缓存组成：

13、颜色缓存（Color Buffer） 、深度缓存(Depth Buffer) 、模板缓存(Stencil Buffer) 、累积缓存(Accumulation Buffer) 。 缓存清除 OpenGL清除缓存操作过程是：先给出要写入每个缓存的清除值，然后用单个函数命令执行操作，传入所有要清除的缓存表。 动画 OpenGL提供了双缓存，可以用来制作动画。也就是说，在显示前台缓存内容中的一帧画面时，后台缓存正在绘制下一帧画面，当绘制完毕，则后台缓存内容便在屏幕上显示出来，而前台正好相反，又在绘制下一帧画面内容。这样循环反复，屏幕上显示的总是已经画好的图形，于是看起来所有的画面都是连续的。,参考书：分形算法与程序设计,23,9.2,三维空间中的Sierpinski地毯,参考书：分形算法与程序设计,24,9.2,三维空间中的Sierpinski地毯,参考书：分形算法与程序设计,25,9.2,三维空间中的Sierpinski地毯,参考书：分形算法与程序设计,26,9.3,Sierpinski金字塔,参考书：分形算法与程序设计,27,9.3,Sierpinski金字塔,参考书：分形算法与程序设计,28,9.3,Sierpinski金字塔,参考书：分形算法与程序设计,29,9.4,Sierpinski海绵,参考书：分形算法与程序设计,30,9.