1、计算机图形学,武汉大学电子信息学院 王泉德 ,附：Opengl编程技术,OpenGL是目前用于开发可移植、可交互的2D和3D图形应用程序的首选环境，也是目前最广泛采用的计算机图形标准。 OpenGL所具有的功能基本上涵盖了计算机图形学所要包括的各个方面的内容。,一、Opengl简介,IFIPS (1973) 组织了两个委员会建立图形API的标准 图形核心系统(Graphical Kernel System, GKS)： 二维，同时包含很好的工作站模型 Core: 同时应用于二维和三维 GKS成为ISO标准，稍后成为ANSI标准(1980s) GKS很难推广到三维（GKS-3D)：远远落后于硬件
2、的发展 IFIPS: International Federation of Information Processing Societies,1、Opengl的发展历史,Silicon Graphics (SGI) 通过硬件实现流水线体系，改良了图形工作站(1982) 应用程序通过一个称为GL的库与系统通讯 借助于GL，可以非常简单地设计出三维交互图形应用程序,2、SGI和GL,GL的成功导致了OpenGL的出现(1992)，一个与平台无关的API： 易于使用 与硬件非常贴近，从而可以充分发挥其功能 着重在于渲染(rendering) 没有提供窗口和输入接口，从而避免依赖于具体的窗口系统,3
3、、OpenGL,由Architectural Review Board (ARB)掌握，成员包括SGI, Microsoft, Nvidia, HP, 3DLabs,IBM, 相对稳定(目前版本为1.5 (2003.7) 发展反映了新的硬件能力 3D纹理映射和纹理对象 顶点编程 通过扩展可以指定具体平台相应的功能,4、OpenGL的发展,OpenGL核心库 Windows: OpenGL32 大多数Unix/Linux系统：GL库 OpenGL实用库(Utility Library, GLU) 利用OpenGL核心库提供一些功能，从而避免重复编写代码 与窗口系统的连接 X Windows系统：
4、GLX Windows: WGL Macintosh: AGL,5、OpenGL库,OpenGL实用工具库（OpenGL Utility Toolkit Library, GLUT） 提供所有窗口系统的共同功能 打开窗口 从鼠标和键盘获取输入 弹出菜单 事件驱动 代码可以在平台间移植，但是GLUT缺乏在特定平台上优秀工具包所具有的功能 滚动条,6、 OpenGL 软件的组织,7、 OpenGL的体系结构,基本几何形状 点 线段 多边形 属性 变换 视图 建模 控制 输入（GLUT）,8、OpenGL函数,OpenGL是一个状态机(state machine) OpenGL函数具有两种类型 生成
5、基本形状 如果形状可见，可以得到输出 顶点如何被处理，基本形状的外观由状态控制 改变状态 变换函数 属性函数,9、OpenGL的状态,OpenGL不是面向对象的，因此逻辑上的一个函数却对应着多个OpenGL函数:glVertex3fglVertex2iglVertex3dv 内在存贮模式是相同的 在C+中很容易创建重载函数，但效率却成为主要问题,10、OpenGL在面向对象方面的不足,11、OpenGL函数名称的格式,绝大多数常数采用define在头文件gl.h, glu.h和glut.h中定义 注意#include 会自动包含其它两个头文件 例如：glBegin(GL_POLYGON); g
6、lClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); 在头文件中也定义了OpenGL数据类型:GLfloat, GLdouble, ,12、OpenGL中的define,OpenGL核心库与实用库：Windows 98,NT 3.5后系统自带 C/C+语言编程库：VC 6 GLUT: http:/www.opengl.org/resources/libraries/glut/glutdlls37beta.zip,13、如何获取OpenGL,14、一个简单OpenGL程序,初始化设置：在窗口创建时进行 Opengl属性初始化：窗口创建完成，初始化后进行 调整视区：在窗口WM_SIZE事件中处
7、理 绘制图形：在窗口消息循环中进行,创建一个win32 console application类型的workspace文件 创建一个C/C+文件，包含相关程序的代码，并把这个文件插入到workspace文件中 进入菜单Project Settings, 选择Link标签，在bject/library modules文本框中 加上opengl32.lib, glu32.lib, glut32.lib, 注意用空格分开,15、VC6下OpenGL程序的编译,学习资源,教程：http:/ GPU编程和CG学习教材： GPU Programming And Cg Language Primer 1rd Edition（GPU 编程与CG 语言之阳春白雪下里巴人-康玉之） 专业级教程：实时计算机图形学（Real-time rendering） 最新研究进展： ACM SIGMOD IEEE Transaction on Graphics 计算机辅助设计与图形学学报，计算机学报，软件学报，计算机研究与发展,
