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1、第3期僧德文等:基于OpenGL的真实感图形绘制技术及应用#173#*基于OpenGL的真实感图形绘制技术及应用僧德文,李仲学,李春民,李翠平(北京科技大学资源工程系,北京100083)摘要:科学计算可视化,计算机动画和虚拟现实是现代计算机图形学的三个热点,而这三个热点的核心都是三维真实感图形的绘制。通过VC++环境下的编程实践,系统地总结了基于OpenGL技术实现真实感图形绘制(包括反走样、消隐以及光照模型等)的基本步骤和方法,并结合具体实例,介绍了真实感图形绘制技术在地矿工程三维实体构模中的应用。关键词:真实感图形;可视化;消隐;反走样;光照模型;
2、OpenGL中图法分类号:TP39141文献标识码:A文章编号:10013695(2005)03017303OpenGLbasedRealisticImageRenderingTechniqueandItsApplicationSENGDewen,LIZhongxue,LIChunmin,LICuiping(Dept.ofResources,BeijingUniversityofScience&Technology,Beijing100083,China)Abstract:Scientificvisualization,comp
3、uteranmiationandvirtualrealityarethethreefocusesofmoderncomputergraphics,and3Drealisticmiagerenderingisthecoreofthethreefocuses.ThispapersummariestheexperienceofutilizingOpenGLtogeneratehighlyrealisticmiageswithrealisticmiagerenderingtechniques,includingantialiasing,cullingandshadi
4、ng.AcasestudybasedonVC++integrateddevelopmentenvironmentisprovidedtodemonstratetheeffectivenessandefficiencyofOpenGLasaninterfacingtoolforrealisticmiagerenderingofmineraldeposits.Keywords:RealisticImage;Visualization;Culling;Antialiasing;IlluminationMode;lOpenGL[3]必须完成四个基本任务:用数学方法
5、建立所需三维场景1引言的几何描述,并将它们输入计算机。这部分工作可由三维立体造型或曲面造型系统来完成。场景的几何描述直接影响了图真实感图形的绘制是计算机图形学的一个重要研究领[1]形的准确和图形绘制的计算耗费,选择合理有效的数据表示和域,也是三维实体造型系统和特征造型系统的重要组成部输入手段极其重要。将三维几何描述转换为二维透视图,可分。三维实体在计算机显示屏上可以有三种表现形式:简单线通过对场景的透视变换来完成。!确定场景中的所有可见面,框图、线框消隐图和真实感图形。简单线框图能够粗略表达实这需要使用隐藏面消除算法将视域之外或被其他物体遮挡的体的形状,但
6、由于简单线框图的二义性从而导致表达的实体形不可见面消去。∀计算场景中可见面的颜色,严格地说,就是状具有不确定性。线框消隐图能反映实体各表面间的相互遮根据基于光学物理的光照明模型计算可见面投射到观察者眼挡关系,从而可以消除简单线框图产生的二义性,但是,简单线中的光亮度大小和色彩组成,并将它转换成适合图形设备的颜框图和线框消隐图一样都只能反映实体的几何形状和实体间色值,从而确定投影画面上每一像素的颜色。接着通过明暗处的相互关系,而不能反映实体表面的特性,如表面的颜色、材理模型确定画面上每一个面的颜色,最终生成图形。在质、纹理等。只有真实感图形才能表现实体的这些特
7、性,因此,VC++集成开发环境下,基于OpenGL技术绘制三维真实感图在三维实体造型系统中,生成三维实体的光照模型,进行实体形的基本框架如图1所示。的真实感绘制与显示占有重要的地位。OpenGL作为一种强大的三维图形开发工具,通过便捷的编程接口提供了处理光照和物体材质、颜色属性等通用功[2]能。本文通过VC++环境下的编程实践,系统地总结了基于OpenGL的真实感图形绘制技术的实现方法。2基于OpenGL的真实感图形绘制技术用计算机在图形设备上生成连续色调的真实感三维图形收稿日期:20040423;修返日期:20040619基金项目:教育部高等学校
8、博士学科点专项科研基金项目;高根据图1,可以归纳
