OpenGL图形变换详解：从模型到视见区

"OpenGL是一个强大的图形库，用于创建具有特殊视觉效果（如光照、纹理、透明和阴影）的三维图形。它与硬件平台和操作系统无关，可在多种环境下运行。OpenGL由核心库、实用库和辅助库组成，提供了一系列函数来处理图元定义、几何变换、投影、曲线曲面生成、图像操作和窗口管理。其工作流程包括构建几何要素、模型变换、投影变换、视见区变换以及光栅化和颜色计算。OpenGL还支持客户机/服务器模式，允许在不同计算机间传输图形数据，并具备良好的移植性。" 在三维计算机图形学中，OpenGL的变换过程至关重要，这个过程可以类比于实际的摄影过程。首先，通过"取景变换"，相当于在场景中设置OpenGL的视点，调整虚拟相机的位置和方向，如同支起三角架并放置相机。接着，进行"模型变换"，这一步将各个物体放置到场景中的适当位置，类似于将要拍摄的对象固定在相机前。然后是"投影变换"，这类似于选择相机镜头和焦距，决定物体在二维图像上的投影方式，可以是透视投影或平行投影。最后是"视见区变换"，这相当于确定照片的裁剪区域，可以选择放大或缩小显示的部分。 OpenGL的核心库提供了115个基本函数，如glColor3f() 和glTranslate3f()，用于完成图元操作和几何变换。而实用库（glu开头的函数）则提供了更高级的功能，例如gluPerspective()用于设置投影参数。辅助库（aux开头的函数）则帮助管理窗口系统。这些库的组合使得开发者能够方便地构建复杂的三维图形应用程序。 OpenGL的发展历史源自SGI公司的IRISGL，后来演变成一个开放标准的接口，广泛应用于各种硬件平台和操作系统。其主要特点包括跨平台性、网络支持和良好的移植性。在工作顺序上，OpenGL首先构造几何对象，然后进行空间放置和光照计算，接着光栅化将这些信息转化为屏幕上的像素，最后可能进行消隐和其他像素操作，生成最终的显示结果。