OpenGL绘图相关函数.ppt

1、2020/10/11,1,第二章2.6 OpenGL图形软件包,OpenGL的主要功能 OpenGL的绘制流程 OpenGL的基本语法 OpenGL的程序实例,2020/10/11,2,OpenGL图形软件包,OpenGL是SGI（Silicon Graphics Inc.）公司对IRIS GL进行改进，扩展可移植性，形成的一个跨平台开放式图形编程接口。 目前，OpenGL标准由1992年成立的独立财团OpenGL Architecture Review Board（ARB）以投票方式产生，并制成规范文档公布。,2020/10/11,3,OpenGL的主要功能,模型绘制 模型观察 颜色模式 光

2、照应用 图像效果增强 位图和图像处理 纹理映射 实时动画 交互技术,2020/10/11,4,OpenGL的绘制流程工作方式,一个完整的窗口系统的OpenGL图形处理系统的结构为：最底层为图形硬件，第二层为操作系统，第三层为窗口系统，第四层为OpenGL，最上面的层为应用软件。,图2.34 OpenGL图形处理系统在计算机系统中的层次结构,2020/10/11,5,OpenGL的绘制流程流水线,图2.35 一条简化的OpenGL绘制流水线,包括命令、顶点数据和纹理等数据的OpenGL命令将放在命令缓冲区中，对几何顶点数据进行必要的变换、光照计算并进行投影后进入光栅化流程，根据几何形状、颜色及纹

3、理数据生成图像的帧缓存地址和像素点值，结果置入帧缓冲存储器中。,注意：只有当缓冲区被清空时，缓冲区中的命令和数据才会传递给流水线的下一个阶段，OpenGL命令才会得到执行。,2020/10/11,6,OpenGL的基本语法相关库,OpenGL核心库：gl 115个函数 OpenGL实用程序库： glu 43个函数 OpenGL编程辅助库：aux 31个函数 OpenGL实用程序工具包（OpenGL utility toolkit，GLUT）：glut 30多个函数 Windows专用库：wgl 6个函数,2020/10/11,7,OpenGL的基本语法命名规则,OpenGL函数都遵循一个命名约

4、定，即采用以下格式： 例如函数glColor3f()，gl表示这个函数来自库gl.h，根命令Color表示该函数用于颜色设定，3f表示这个函数采用了三个浮点数参数。 符号常量的表示：GL开头，下划线（_）分开，大写。 例如：GL_RGB，GL_POLYGON等,2020/10/11,8,OpenGL的基本语法数据类型,表2.2 OpenGL的数据类型,2020/10/11,9,OpenGL程序实例头文件包含,利用OpenGL实现图形绘制，首先要引入OpenGL核心库以及其他需要使用的库的头文件。 glut保证了gl.h和glu.h被正确包含。 #include #include ,2020/1

5、0/11,10,OpenGL程序实例窗口管理,初始化（glutInit ） 创建窗口（glutCreateWindow） 设定窗口的显示模式（glutInitDisplayMode） 指定窗口的位置和大小（glutInitWindowPosition和glutInitWindowSize ） 指定窗口的显示内容函数（glutDisplayFunc） 运行框架（glutMainLoop）,2020/10/11,11,OpenGL程序实例绘制图形,指定窗口背景色（ glClearColor） 颜色管理，使用RGB颜色模型。一种颜色用红、绿、蓝三种颜色成分混合而成，每种颜色成分使用0.0到1.0之间

6、的任意有效浮点数来表示颜色值（见下页）。,2020/10/11,12,OpenGL程序实例绘制图形,表2.2 OpenGL的一些常用混合色,2020/10/11,13,OpenGL程序实例绘制图形,刷新窗口的缓冲区 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)； 设定投影参数(将三维图形投影到显示窗口) glMatrixMode(GL_PROJECTION); gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); 绘制图形 glRectf(50.0f, 100.0f, 150.0f, 50.0f);,2020/10/11,14,第三章3.4 OpenGL实现橡皮筋技术,

7、橡皮筋技术的实现方法 利用颜色的异或操作，对原有图形并不是擦除，而是再绘制一条同样的直线段并与原图形进行异或操作，此时原图形会从屏幕上消失； 利用双缓存技术，绘制图形时分别绘制到两个缓存，交替显示。,2020/10/11,15,OpenGL实现橡皮筋技术,鼠标实现 鼠标响应函数 glutMouseFunc 鼠标移动相应函数 glutMotionFunc glutPassiveMotionFunc,2020/10/11,16,键盘实现 键盘相应函数 glutKeyboardFunc,OpenGL实现橡皮筋技术,2020/10/11,17,3.5 OpenGL实现拾取操作,设置拾取缓冲区 void

8、 glSelectBuffer(GLsizei n,GLunint *buff); 进入选择模式 GLint glRenderMode(GLenum mode);,2020/10/11,18,18,OpenGL实现拾取操作,名字堆栈操作 初始化名字堆栈（glInitNames） 将一个名字压入堆栈（glPushName） 替换名字堆栈的栈顶元素（glLoadName） 将栈顶元素弹出（glPopName）,2020/10/11,19,19,设置合适的变换过程 gluPickMatrix(xPick,yPick,widthPick, heightPick,*vp); 为每个图元分配名字并绘制 切

9、换回渲染模式 分析选择缓冲区中的数据,OpenGL实现拾取操作,2020/10/11,20,3.6 OpenGL中的菜单功能,菜单注册函数 glutCreateMenu(ProcessMenu); 在菜单中加入菜单项 void glutAddMenuEntry(char *name, GLint value); 将菜单与某个鼠标按键关联 void glutAttachMenu(button);,2020/10/11,21,第四章OpenGL中层次模型的实现,显示列表的创建 glNewList( listID, listMode ); glutSolidCube(2.0); glEndList(

10、); 显示列表的执行 void glListBase(GLuint offsetValue);,2020/10/11,22,多级显示列表 OpenGL支持创建多级显示列表，即在glNewList和glEndLsit函数对之间允许调用glCallList函数来执行其他显示列表。 显示列表的删除 void glDeleteLists(GLuint listID, GLsizei range);,OpenGL中层次模型的实现,2020/10/11,23,23,GLUT库中的多面体函数,OpenGL中的实体模型函数,表4.1 GLUT生成规则多面体的函数,2020/10/11,24,24,GLUT库中

11、的二、三次曲面 绘制实体或线框球面 void glutSolidSphere/glutWireSphere (GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks); 绘制实体或线框圆锥面 void glutSolidCone/glutWireCone (GLdouble radius, GLdouble height, GLint slices, GLint stacks);,OpenGL中的实体模型函数,2020/10/11,25,25,绘制实体或线框圆环 void glutSolidTorus/ glutWireTorus(GLdouble innerR

12、adius, GLdouble outerRadius, GLint slices,GLint stacks); 绘制实体或线框茶壶 void glutSolidTeapot/glutWireTeapot (GLdouble size);,OpenGL中的实体模型函数,2020/10/11,26,26,GLU二次曲面函数 定义一个二次曲面 GLUquadricObj *sphere; 激活二次曲面绘制器 sphere = gluNewQuadric( ); 指定二次曲面的绘制方式 gluQuadricDrawStyle(sphere, GLU_LINE);,OpenGL中的实体模型函数,202

13、0/10/11,27,27,绘制二次曲面 gluSphere(sphere, radius, slices, stacks); gluCylinder(sphere,baseRadius,topRadius, height, slices, stacks)； gluDisk(sphere,innerRadius,outerRadius, slices, stacks)；,OpenGL中的实体模型函数,2020/10/11,28,4.3 非规则对象的表示,分形几何 形状语法 基于分数维理论的随机模型 基于物理的模型 粒子系统模型 数据场可视化,2020/10/11,29,OpenGL中层次模型的

14、实现,显示列表的创建 glNewList( listID, listMode ); glutSolidCube(2.0); glEndList(); 显示列表的执行 void glListBase(GLuint offsetValue);,2020/10/11,30,多级显示列表 OpenGL支持创建多级显示列表，即在glNewList和glEndLsit函数对之间允许调用glCallList函数来执行其他显示列表。 显示列表的删除 void glDeleteLists(GLuint listID, GLsizei range);,OpenGL中层次模型的实现,2020/10/11,31,第五

15、章5.8 在OpenGL中绘图,点的绘制 直线的绘制 多边形面的绘制 OpenGL中的字符函数 OpenGL中的反走样,2020/10/11,32,点的绘制,点的绘制 glBegin(GL_POINTS)； glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f(10.0f, 0.0f, 0.0f); glEnd()； 点的属性（大小） void glPointSize(GLfloat size)；,2020/10/11,33,（a）GL_LINES画线模式 （b）GL_LINE_STRIP画线模式 （c）GL_LINE_LOOP画线模式 图5-57 OpenGL画线

16、模式,直线的绘制,直线的绘制模式 GL_LINES GL_LINE_STRIP GL_LINE_LOOP,2020/10/11,34,直线的绘制,直线的属性 线宽 void glLineWidth(GLfloat width) 线型 glEnable(GL_LINE_STIPPLE)； glLineStipple(GLint factor，GLushort pattern)；,2020/10/11,35,直线的绘制,图5-58 画线模式用于构造线段,2020/10/11,36,多边形面的绘制,三角形面的绘制 GL_TRIANGLES GL_TRIANGLE_STRIP GL_TRIANGLE_

17、FAN 四边形面的绘制 GL_QUADS GL_QUADS_STRIP 多边形面的绘制（GL_POLYGON）,2020/10/11,37,多边形面的绘制,多边形面的绘制规则 所有多边形都必须是平面的。 多边形的边缘决不能相交，而且多边形必须是凸的。 解决：对于非凸多边形，可以把它分割成几个凸多边形（通常是三角形），再将它绘制出来。,2020/10/11,38,多边形面的绘制,问题：轮廓图形状态会看到组成大表面的所有小三角形。处理OpenGL提供了一个特殊标记来处理这些边缘，称为边缘标记。 glEdgeFlag（True） glEdgeFlag（False）,38,2020/10/11,39,

18、多边形面的属性,多边形面的正反属性（绕法） 指定顶点时顺序和方向的组合称为“绕法”。绕法是任何多边形图元的一个重要特性。一般默认情况下，OpenGL认为逆时针绕法的多边形是正对着的。 glFrontFace(GL_CW)；,2020/10/11,40,多边形面的属性,多边形面的颜色 glShadeModel(GL_FLAT) 用指定多边形最后一个顶点时的当前颜色作为填充多边形的纯色，唯一例外是GL_POLYGON图元，它采用的是第一个顶点的颜色。 glShadeModel(GL_SMOOTH) 从各个顶点给三角形投上光滑的阴影，为各个顶点指定的颜色之间进行插值。,2020/10/11,41,多

19、边形面的属性,多边形面的显示模式 glPolygonMode(GLenum face，GLenum mode)； 参数face用于指定多边形的哪一个面受到模式改变的影响。 参数mode用于指定新的绘图模式。,41,2020/10/11,42,多边形面的属性,多边形面的填充 多边形面既可以用纯色填充，也可以用3232的模板位图来填充。 void glPolygonStipple(const GLubyte *mask); glEnable(GL_POLYGON_STIPPLE);,42,2020/10/11,43,多边形面的属性,多边形面的法向量 法向量是垂直于面的方向上点的向量，它确定了几何对象在空间中的方向。 在OpenGL中，可以为每个顶点指定法向量。 void glNormal3bsidf (TYPE nx, TYPE ny, TYPE