结合opengl图形编程教学模式探究

《结合opengl图形编程教学模式探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、结合OpenGL图形编程教学模式探究　　摘要：计算机图形学有理论性与实践性紧密结合的特点，教师教学和学生学习难度较大。为帮助计算机图形学课程的教学，提出了控制台应用程序+OpenGL和MFC可执行程序+OpenGL两种图形编程教学模式，并比较了两者的优缺点。关键词：图形编程；计算机图形学；教学模式；OpenGL中图分类号：TP434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）006-0148-02基金项目：武汉纺织大学教研项目（2010020）作者简介：陈永强（1967-），男，博士，武汉纺织大学数学与计算机学院教授，研究方向为计算机图形图像处理。1国

2、内教学现状为有助于学生学习和理解计算机图形学的基本概念、原理与算法，需要结合形象化的图形编程实例和实验来补充说明和练习。国内教材和教学中计算机图形学案例和实验图形编程选用的编程语言有C、C++和Java。Java主要面向嵌入式设备和网络使用，目前PC机上软件编程教学通常采用C和C++编程语言，选择的图形开发环境是在VC++里使用控制台应用程序、MFC可执行程序、OpenGL开放图形库、Direct3D图形库等几种方式。7在课时有限的前提下，由于没有结合使用图形库的图形编程案例，加上实验难度较大，导致学生学习兴趣降低而很难完成理论学习和实验项目。Direct3D是

3、微软公司在MicrosoftWindows操作系统上所开发的一套3D图形编程接口，是DirectX的一部分，仅能在Windows平台使用，平台移植性差。OpenGL是一个专业的图形编程接口和功能强大的开放图形库，提供了基本的函数库，涵盖了开发二、三维图形程序所需的各个方面。OpenGL独立于窗口系统和操作系统，开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植，且与VC++接口紧密。因此，在VC++里结合OpenGL图形库开展计算机图形学课程的辅助教学是最佳选择。2结合OpenGL的教学模式7开放图形库OpenGL是一个性能卓越的开放图形编程接口（API），适用于广泛

4、的计算机环境，具有使用简便、高效率、稳定可靠、性能高、可扩展移植、适应性强等特点，是唯一真正开放、独立于供应商、跨平台的图形开发行业标准，是图形开发工作者必须掌握的开发工具。OpenGL具有模型绘制、模型观察、颜色模式、光照材质、图像效果增强、位图和图象处理、纹理映射、双缓存动画、交互等功能。OpenGL主要由OpenGL核心库（GL）、OpenGL实用程序库（GLU）、OpenGL编程辅助库（AUX）、OpenGL实用程序工具包（GLUT）、Windows专用库（WGL）等函数库组成。OpenGL图形函数定义为独立于任何程序设计语言的一组规范，在各种编程语言中

5、，如C、C++、FORTRAN、Ada和Java等，都可以调用OpenGL的库函数。计算机图形学课程的图形编程实例和实验教学中，采用VC++结合OpenGL图形库，可以选择控制台应用程序+OpenGL和MFC可执行程序+OpenGL两种模式之一。2.1控制台应用程序+OpenGL模式VC++里采用控制台应用程序+OpenGL的图形编程模式实际上是一种用C语言调用OpenGL函数的面向过程的编程框架，其程序的基本结构是定义窗口、清理窗口、绘制物体和结束运行。（1）头文件包含。利用OpenGL实现图形绘制，先要引入OpenGL核心库GL及其它需要使用的GLU库的头文

6、件，并要通过头文件引入窗口系统。若使用GLUT库函数进行窗口管理，可只需要用GLUT代替GL和GLU的头文件包含。7（2）使用GLUT库实现窗口管理。首先用glutInit函数对GLUT初始化，处理所有命令行参数，然后使用glutInitDisplayMode函数设定窗口显示模式，包括缓存和颜色模型等；再使用默认值设定显示窗口的大小和位置，或使用glutInitWindowSize指定显示窗口的大小和glutInitWindowPosition函数指定窗口左上角的屏幕位置；最后用glutCreateWindow函数创建一个带有OpenGL渲染环境的窗口，参数是一

7、个保存了窗口标题名称的字符串。（3）利用OpenGL绘制图形。绘制图形前，要进行窗口清屏，即先用glClearColor函数指定窗口的背景色，之后用glClear函数中指定的值设定颜色缓冲区值，即将窗口中每个像素的颜色设定为背景颜色。接着可使用glColor函数设置绘制图形的颜色。在绘制图形时，先使用glMatrixMode和gluOrtho2D函数设定投影参数，即把要绘制的三维图形投影到显示窗口。然后调用一些OpenGL函数实现图形的绘制，用glFlush函数通知图形系统执行绘制。此时，通常把重绘场景所需要的函数命令放入一个不带任何参数的显示回调函数里，通过g

8、lutDisplayFu