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基于 的三维图形真实感技术研究
摘 要本文在分析和研究下实现三维真实感效果处理技术的基础上在
场景中绘制三维物体模型定义了光照模型、材质属性、视口大小、投影方式和
纹理映射从而实现了三维图形的真实感显示并具有改变光照条件设置渲染模
式等功能。
关键词三维图形 真实感 纹理映射 光照
1 引言
是由 公司的 图形库发展而来的三维
真实感图形生成工具鉴于它的跨平台、高质量、高效率、功能完善等特点已经成为各种
平台下的三维图形制作及交互式场景处理的工业标准被广泛地运用于科学计算可视化、计
算机动画和虚拟现实等计算机图形学热点问题的解决之中。
在 平 台 下 和 是 两 个 开 发 三 维 图 形 应 用 程 序 的 标
准提供了二维和三维建模、变换、光线处理、色彩处理、纹理映射、运动模糊、
动画和实时交互等功能是绘制真实感三维图形、建立三维交互场景、实现虚拟现实的高性
能图形开发工具软件包。与 相比用 来绘制三维地形具有图形质量高、
程序可移植性好等优点 。
本文利用三维图形库 在 !"#$%%&'( 环境下开发了一种基于
的三维真实感图形,绘制地球仪。
2.系统的功能和实现
')定义光照模型及材质属性
要使 *格式实体实现真实感图形显示建立光照模型是必须的。为增强真实感图形
显示的效果也可以加入材质属性的定义。在 中光照模型由环境反射光
+,-、漫反射光."-、镜面反射光"#-等组成它们
可模拟真实的光照效果。在光照中还应加入消隐处理以确定可见面隐藏不可见面
-#/"012-#1#013*40*1*5 2
材质颜色是通过材质对 、、6的近似反光率来定义的如同光源模型也分成环境
反射、漫反射、镜面反射成分函数 -#7# 实现了材质的设置。材质属性与光源特性

的结合就是观察的最终效果。
'视口及投影
三维实体要在二维屏幕上显示出来须经以下坐标转换世界坐标系→用户坐标系→投
影坐标系→窗口坐标系各步转换通过矩阵操作实现。使用相应的函数来事先设
置矩阵参数为实体坐标转换作好初始化工作其中最重要的是设置视口和投影。视口可设
置成应用程序窗口大小通过函数 -#! 实现。应注意在使用中视口长宽比例的调整
会导致图行变形因此须检测窗口尺寸及时修正视口大小保证图形质量。中观察
物体的空间称为视景体视景体投影变换来定义。显示在屏幕上的内容就是视景体中的内容
只有把三维物体绘制在视景体中才能显示在屏幕上。本文采用的正交投影定义的是一个长
方体的视景体物体在屏幕上的显示尺寸不受所处距离远近的影响。使用函数
-#来定义正交投影8 。
'8纹理映射
纹理映射通常是将 图形通常是位图映射到 8物体上的一种技术是三维图形真
实感效果处理的关键它通过将图像粘贴于几何模型表面来增强图形的真实感 在很大程度
上能够简化复杂模型的几何描述) 。
纹理的映射实际上是纹理坐标和物体空间坐标一一对应的过程。本设计中采用的是多
分辨率纹理映射在动态场景中当带纹理的物体远离视点时纹理图像必须随物体变小而变
小为此必须对纹理图像进行滤波使其大小适合映射在物体上同时避免在视觉上产生人工
雕琢的效果如晃动、闪光和闪烁。为了避免这种现象可以指定一系列预先通过滤波生成
的、分辨率递减的纹理。
3 利用 OpenGL 绘制三维图形具体实例
程序代码
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