OpenGL中的正交投影详解与应用

"正交投影是OpenGL中的一种投影方式，用于创建一个各面都是矩形的六面体取景体积，常用于二维图形或者需要精确比例的场景。使用`glOrtho`函数可以设定这个正交视口。该函数接受六个参数，分别表示左、右、下、上、近和远的坐标值，来定义投影空间的范围。OpenGL是一个跨平台的图形库，提供了丰富的函数用于创建高质量的三维图形，包括图元生成、几何变换、投影、光照和光栅化等步骤。它由基本库、实用库和辅助库三部分组成，其中基本库包含115个基本函数，实用库提供更高层次的图形处理，而辅助库则专注于窗口管理。OpenGL的设计特点是硬件无关性和良好的移植性，支持客户机/服务器模式，且在网络中广泛应用。在OpenGL的工作流程中，首先构建几何元素并进行数学描述，然后设置观察位置，计算颜色，最后通过光栅化将三维对象转换为屏幕上的像素图像。" 在三维计算机图形学中，正交投影是一种重要的投影类型，与透视投影相对。它不考虑物体距离观察者的远近，所有平行线在投影后仍然保持平行，因此在数学计算和工程应用中非常有用。在OpenGL中，`glOrtho`函数是实现正交投影的关键，它允许开发者自定义视口的大小和深度范围，这对于制作2D界面或者需要精确尺寸的3D场景特别适用。 OpenGL的基本库提供了一系列以`gl`开头的函数，如`glColor3f()`用于设置颜色，`glTranslate3f()`用于平移。实用库（`glu`开头的函数）则包含了如`gluPerspective()`这样的高级功能，用于设置透视投影。而辅助库（`aux`开头的函数）主要用于窗口系统的交互，如初始化窗口。 OpenGL的发展历程始于SGI公司的IRISGL，后来演变为开放标准的OpenGL，支持多种硬件平台和操作系统。其主要特点是与硬件无关，具有高度的可移植性，并且支持网络环境下的客户机/服务器架构，使得图形渲染可以在不同的设备间进行。 在OpenGL的工作流程中，首先需要定义几何形状，然后通过几何变换将它们放置在合适的三维空间位置。接着，根据光照条件计算物体的颜色。在光栅化阶段，OpenGL将这些几何形状和颜色信息转化为屏幕上的像素图像，这一过程可能还会涉及消隐算法和纹理映射等复杂操作，以提高图形的真实感和质量。最后，这些像素会被绘制到屏幕上，形成最终的图形输出。