OpenGL投影变换详解：透视与正交

"投影变换-open gl讲义" OpenGL是计算机图形学中的一个重要库，它提供了一组用于创建高质量三维图形的标准接口。投影变换是OpenGL中关键的一环，它决定了图形如何从三维空间转换到二维屏幕的过程。 1. 透视投影与正交投影 投影变换分为两种主要类型：透视投影和正交投影。透视投影模拟人眼观察真实世界的视角，近处的物体看起来较大，远处的物体较小，这种效果使图形具有深度感。而正交投影，又称为平行投影，不考虑距离因素，所有物体在屏幕上都按比例缩放，常用于工程制图和布局设计。 2. OpenGL中的投影变换函数 在OpenGL中，投影变换通过几个核心函数来实现。例如，`gluPerspective()`用于设置透视投影，它需要四个参数：视场角、宽高比、近裁剪平面和远裁剪平面，以创建一个三维视景体。另一方面，`glOrtho()`函数用于设定正交投影，它接受六个参数，定义了投影平面的左、右、下、上、近、远边界。 3. OpenGL的组成与功能 OpenGL库包含了大量函数，如`glColor3f()`用于设置颜色，`glTranslate3f()`进行平移变换。还有OpenGL实用库（GLU）提供更高级的图形处理功能，如`gluPerspective()`用于设置透视投影。辅助库（AUX）则协助进行窗口管理和初始化。 4. OpenGL的工作流程 在OpenGL中，图形渲染通常遵循以下步骤： - 构建几何模型：定义点、线、多边形等基本元素，形成对象的几何描述。 - 放置对象：确定观察位置，设置相机视点。 - 光照计算：根据光照模型计算物体表面的颜色。 - 投影：应用透视或正交投影，将三维对象映射到二维屏幕。 - 光栅化：将投影后的几何信息转换为像素，处理隐藏面消除、纹理映射等。 - 颜色混合和缓冲区操作：处理透明效果，最终在屏幕上显示图像。 5. 主要特点与移植性 OpenGL的一大优点是其跨平台性，可以在不同的硬件和操作系统上运行，且具有良好的兼容性和可移植性。此外，它支持网络环境下的客户机/服务器架构，允许在不同的计算机之间共享图形处理。 6. 历史与发展 OpenGL起源于SGI公司的IRIS GL，后来为了适应多平台需求发展成为开放标准。它提供了接近光线追踪的质量，但运算速度更快，广泛应用于科学可视化、游戏开发、虚拟现实等领域。 通过理解并熟练掌握OpenGL中的投影变换，开发者可以创建出逼真的三维场景，为用户带来沉浸式体验。无论是构建复杂的游戏世界，还是进行科学数据的可视化，投影变换都是实现这一切的基础。