OpenGL学习指南：图形处理与模型绘制

OpenGL学习指导 OpenGL是开放图形库（Open Graphics Library），是一个三维计算机图形和模型库。它源于SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL，在跨平台移植过程中发展成为OpenGL。OpenGL是一个性能优越的图形应用程序设计界面（API），它独立于硬件和窗口系统，在运行各种操作系统的各种计算机上都可用，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作。 OpenGL不是一种编程语言，而是一种API（应用程序编程接口），它实际上是一种图形与硬件的接口，包括了多个图形函数。在OpenGL中进行的图形操作直至在计算机屏幕上渲染绘制出三维图形景观的基本步骤如下： 1. 根据基本图形单元建立景物模型，得到景物模型的数学描述（OpenGL中把点、线、多边形、图像和位图都作为基本图形单元）； 2. 把景物模型放在三维空间中的合适的位置，并且设置视点（Viewpoint）以观察所感兴趣的景观； 3. 计算模型中所有物体的色彩，同时确定光照条件、纹理粘贴方式等； 4. 把景物模型的数学描述及其色彩信息转换至计算机屏幕上的像素，这个过程也就是光栅化（rasterization）。 在这些步骤的执行过程中，OpenGL可能执行其他的一些操作，例如自动消隐处理等。另外，景物光栅化之后被送入帧缓冲器之前还可以根据需要对象素数据进行操作。 OpenGL的基本框架包括模型绘制、模型观察和颜色模式的指定。模型绘制是指OpenGL能够绘制点、线和多边形，应用这些基本的形体，可以构造出几乎所有的三维模型。模型观察是指在建立了三维景物模型后，用OpenGL描述如何观察所建立的三维模型。颜色模式的指定是指OpenGL应用了一些专门的函数来指定三维模型的颜色。 OpenGL的特点是独立于硬件和窗口系统，可以在运行各种操作系统的各种计算机上都可用，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作。OpenGL在军事、广播电视、CAD/CAM/CAE、娱乐、艺术造型、医疗影像、虚拟世界等领域都有着广泛的应用。 OpenGL的历史可以追溯到20世纪80年代末90年代初，三维图形才开始迅速发展。于是各种三维图形工具软件包相继推出，如GL、RenderMan等，但没有一种软件包能够在三维图形建模能力和编程方便程度上与OpenGL相比拟。现在，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，各软硬件厂商据此开发自己系统上的实现。目前最新版规范是1999年5月通过的1.2.1。