基于opengl技術的軟件系統(tǒng)設計-wenkub
2023-06-14 08:58:59 本頁面
【正文】 技術等功能。 ，同時在頂點與像素及內存管理上與 DirectX 共同合作以維持均勢。 1995年 OpenGL的 ，該版本比 ，并加入了一些新的功能。在 OpenGL 的基礎上還有 Open Inventor、 Cosmo3D、 Optimizer 等多種高級圖形庫，適應不同應用 ， 其中， Open Inventor 應用最為廣泛。 OpenGL 是與硬件無關的軟件接口，可以在不同的平臺如 Windows 9Windows NT、 Unix、 Linux、 MacOS、 OS/2之間進行移植。 OpenGL的前身是 SGI公司為其圖形工作站開發(fā)的 IRIS GL。它對于驗證機器人工作原理、工作空間及進行碰撞檢測等都具有非常重要的指導意義 [4]。本 章 通 將 如何在 Windows 環(huán)境下使用 VC++、 OpenGL實現(xiàn)物體的三維實時運動仿真 ， 并利用 “ 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡算法 ” 來解決機械手臂到達指定環(huán)境中的某點位置運動的問題 ， 為機械運動控制系統(tǒng)的三維運動仿真 及操作控制 提供了一種新的方法 [52]。 IRIS GL是一個工業(yè)標準的 3D圖形軟件接口，功能雖然強大但是移植性不好，于是 SGI 公司便在 IRIS GL 的基礎上開發(fā)了OpenGL。因此，支持 OpenGL的軟件具有很好的移植性，可以獲得非常廣泛的應用。該軟件是基于 OpenGL面向對象的工具包，提供創(chuàng)建交互式 3D圖形應用程序的對象和方法，提供了預定義的對象和用于交互的事件處理模塊，創(chuàng)建和編輯 3D場景的高級應用程序單元，有打印對象和用其它圖形格式交換數(shù)據(jù)的能力。其中包括改進打印機支持，在增強元文件中包含 OpenGL的調用，頂點數(shù)組的新特性，提高頂點位置、法線、顏色、色彩指數(shù)、紋理坐標、多邊形邊緣標識的傳輸速度，引入了新的紋理特性等等。 OpenGL 將由OpenGL ， 如圖 51。綜合以上功能，作為圖形硬件的軟件接口， OpenGL主要是將三維的物體投影到一個二維平面上，之后處理得到像素，進行顯示。有一組頂點定義的圖元 (Pirmitive)執(zhí)行完繪制操作后，后繼圖元才能作用 [53]。頂點信息可以由位置坐標、顏色值、法向量、紋理坐標組成。 (2) 對圖元的操作： OpenGL 用交換矩陣、光照、反走樣、像素操作等方法控制圖元的繪制。 (4) 基片操作：處理過程包括基片是否遮擋、測試、融合等，最后得到像素，存入顯示幀緩沖中，完成整個繪制過程。 Visual C++作為一種程序設計語言，它同時也是一個集成開發(fā)工具，提供了軟件代碼自動生成和可視化的資源編輯功能。在進行建模時任意復雜的三維實體用一個個小的多邊形面來近似表示。 目前較為常用的有 3幾種建模方案 。例如，繪制圓柱體的函數(shù)。 (2) 利用現(xiàn)有的 CAD系統(tǒng)來完成建模 。這就需要對圖形文件的格式有深入的了解。此外就是要將 OpenGL編程與 VC++中的事件編程相結合。這些繪制內容可以輸出到屏幕內存或打印機等設備。實際上，在 OpenGL應用程序中 RC 與 DC 的工作方式是相同的。因此要在 Windows 環(huán)境下實現(xiàn) OpenGL 函數(shù)功能，就必須先設置象素格式?；趩挝臋n的 OpenGL圖 形程序框架的基本步驟如下 ： (1) 設置編程環(huán)境 為了能夠使用即 OpenGL 命令，首先需要在預編譯頭文件 中添加 ： include gl/ 、 include gl/、 include gl/，這樣預編譯頭文件才能提供對 OpenGL 庫和用戶庫的支持 [34}。在 PreCreateV石 ndow 函數(shù)中設置視窗口為具有 WSCLIPCHILDREN 和 wsCUPSIBLINGS 風格的窗口，以保證成功地設置像素格式。若返回值為 TRUE，則調用函數(shù)setPixelFormat為 DC設置象素格式。另外，釋放 RC也可通過該函數(shù)來完成。當 OpenGL使用雙緩存技術以支持動畫顯示時，需要使用該函數(shù)將在 BackBuffer 上繪制的場景交換到 FrontBuffer 中顯示， SwapBuffers()需要與圖形操作描述表相聯(lián)的設備描述表句柄作為參數(shù)。 完成上述操作后，基于 OpenGL的開發(fā)平臺就創(chuàng)建好了。如此則將驅動開發(fā)的繁雜工作變成了僅僅是調用硬件操作的標準 API函數(shù)，大大的簡化了驅動開發(fā)者的工作、加快了開發(fā)周期。 Windriver 開發(fā)設備驅動的一般方法是：在配置并安裝好設備之后，用戶可以打開 Windriver 的驅動向導 Driver Wizard，首先在向導中配置設備資源，包括I/O 地址范圍，如有必要還可以設置內存、寄存器地址范圍以及用到的中斷口；然后用戶可以對設備進行一些測試操作，檢驗硬件的有效性；設置完成之后，用戶可以選擇一種特定的開發(fā)環(huán)境或編程語言，讓 Windriver 根據(jù)用戶的先前設置生成一個相應開發(fā)環(huán)境下的設備驅動樣本。如果用戶模式驅動的性能不能滿足實際需要，效率不夠高，用戶可以在此基礎上開發(fā)內核模式的驅動（ Kernel PlugIn）。 軟件系統(tǒng)的設計 通過上述關鍵設計技術，使用 VC++設計了本控制系統(tǒng)軟件。 :: U SB PO IN T 1 R ead ():: PO W E R _ IN IT _ U SB ():: U SB PO IN T 1 R ead ():: U SB PO IN T 2 R ead ():: U SB PO IN T 3 R ead ()U SB 通訊線程基于 O PE N G L機器人模型線程arm 1 _ Pos ()arm 2 _ Pos ()arm 3 _ Pos ()ar
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