【正文】 PI 有史以來的第九次更新 。 20xx 年的 7月 28 日， SGI 和 ARB 公布了 OpenGL 。 1997 年， Windows 95 下 3D 游戲的大量涌現(xiàn)，游戲開發(fā)公司迫切需要一個功能強(qiáng)大、兼容性好的 3D 圖形接口，而當(dāng)時微軟公司自己的 3D 圖形接口 DirectX 功能卻是很糟糕。 OpenGL 實用函數(shù)庫（ GLU）提供了許多建模特性，例如二次曲面以及 NURBS 曲線和表面。類似地， OpenGL 并沒有提供用于描述三維物體模型的高層函數(shù) 。它 是個專業(yè)的圖形程序接口，是一個功能強(qiáng)大，調(diào)用方便的 底層圖形庫 ， Opengl 用于三維圖象（二維的亦可）。 1995 年 OpenGL 的 版本面市，該版本較 性能提高許多，并加入了一些新的功能 ，如本身自帶的拾取機(jī)制，這項功能使 OpenGL 在各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用 [8]。第一種 是 基于射線求交的拾取技術(shù)，1992 年， Mark Segul， Carl Korobkin， Rolf van Widenfelt 等 人首次 采用了基于射線求交的拾取技術(shù)原理實現(xiàn)了對衣服的拾取 [1]； 1998年 Michael Deering， Step hanie Winner and Bic Schediwy等 也才采用了同樣的技術(shù)成功做到了人物的拾取 [2]； 20xx 年，龔堰玨，顏敏等人采用了基于射線求交的拾取技術(shù)實現(xiàn)對幾個簡單物體的拾取 [3]；同年，韋宇煒也是用此技術(shù)實現(xiàn)對游戲中各類的拾取，如對技能的釋放，對地上物品的撿起來，對別的玩家人物屬性的查看等等 [4]； 20xx 年， 姚繼權(quán) ,李曉豁 等人也采用了這種拾取技術(shù)成功地做到了對 3D 網(wǎng)游游戲中的各種各樣的拾取 [5]，等等。 因此 ，高效的 拾取算法 能夠決定拾取操作快與慢的關(guān)鍵所在，從而開發(fā)高效的拾取算法已成為當(dāng)今一個的課題研究。這就需要終端用戶確定單擊的位置是構(gòu)成對象的圖元上，還是對象附近的位置以及考慮如果選取點落在兩個以上物體交集部分如何處理等等問題，本文利用了 OpenGL 中的選擇模式進(jìn)行有效的對象判別和拾取 。picking 3 1 緒論 目前許多優(yōu)秀的圖形工具能為我們繪制惟妙惟肖的虛擬現(xiàn)實場景，在面對這些場景時候我們除了欣賞之外更多的是希望能與之互動，做為編程人員可以使用代碼輕松的重新構(gòu)造場景，但對于終端用戶而言，他們也希望自己也能對造場景進(jìn)行一些操作，如添加，刪除等等。 在使用 OpenGL 工具包開發(fā)圖形處理系統(tǒng)時，物體的拾取有多種方法，其中包括 OpenGL 提供的選擇機(jī)制、射線拾取法、重繪式拾取法等。在 OpenGL 中 ,拾取物體是利用拾取矩陣和投影變換，將拾取的范圍限制在鼠標(biāo)熱點的有效區(qū)中，一旦觸發(fā)鼠標(biāo)事件就進(jìn)入選擇模式并將有效區(qū)初始化，最后利用拾取矩陣拾取有效區(qū)內(nèi)的物體。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印 字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 IV 目錄 摘要 ................................................................................ 1 ABSTRACT ............................................................................ 2 1 緒論 .............................................................................. 3 課題的目 的和意義 ................................................................ 3 拾拾拾 取取取 技技技 術(shù)術(shù)術(shù) 國國國 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 外外外 研研研 究究究 .............................................................. 3 本論文研究 主要內(nèi)容 .............................................................. 3 2 基于 OPENGL＋ MFC 的建?；A(chǔ) ........................................................ 5 OpenGL 概括 ..................................................................... 5 OpenGL 渲染管線過程 ............................................................. 5 頂點變換 .................................................................... 6 圖元組裝 .................................................................... 6 圖元處理 .................................................................... 6 片元處理 .................................................................... 6 光柵化操作 .................................................................. 6 MFC 概述 ........................................................................ 6 MFC 特點 ........................................................................ 7 封裝 ........................................................................ 7 繼承 ........................................................................ 8 虛擬函數(shù)和動態(tài)約束 .......................................................... 8 應(yīng)用程序的構(gòu)成 .................................................................. 8 基于 OpenGL+MFC 的三維模擬的編程環(huán)境配置 ......................................... 9 3 拾取技術(shù) ......................................................................... 12 基于射線求交拾取技術(shù) ........................................................... 12 判斷線段和包圍盒的相對位置 ................................................. 12 基于 GPU 的重繪式拾取技術(shù) ....................................................... 14 各種拾取技術(shù)比較 ............................................................... 16 4 系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) ................................................................. 18 系統(tǒng)的選擇機(jī)制 ................................................................. 18 進(jìn)入選擇模式之前 ........................................................... 18 獲取當(dāng)前選擇模式 ........................................................... 18 退出選擇模式 ............................................................... 20 拾取 ....................................................................... 20 拾取結(jié)果截圖 ................................................................... 21 5 結(jié)論與展望 ...................................................................... 25 結(jié)論 ........................................................................... 25 展望 ........................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ........................................................................... 26 致謝 ............................................................................... 28 1 摘要 屏幕對象的拾取是計算機(jī)圖形處理系統(tǒng)中一個重要的功能，在許多情況下， 計算機(jī)圖形處理系統(tǒng)不僅要繪制圖形 ， 而且要允許操作者能夠通過輸入設(shè)備 (通常是鼠標(biāo) )操縱屏幕上的物體 (標(biāo)識、移動和修改 )。有效區(qū)的定義由 glPick2Matix()函數(shù)來完成。 本文 采用 OpenGL 本身提供的選擇機(jī)制來拾取對象，突出OpenGL 工具包在屏幕對象的拾取方面的優(yōu)勢。對于這些操作而言，首先 我們要做的是能讓用戶使用鼠標(biāo)來選擇他所希望操作的對象，這就是本文要討論的一個重點：拾取，這是一種在許多交互性程序中有基礎(chǔ)地位的操作，是對屏幕中對象進(jìn)行定位，并確定所選擇的是哪個物體。 課題的目的和意義 圖形對象的拾取是計算機(jī) 圖形處理系統(tǒng)中一個重要的功能，很多圖形系統(tǒng)需要用戶通過輸入設(shè)備與系統(tǒng)交互，如移動、旋轉(zhuǎn)某個物體，或查詢某個物體的狀態(tài)信息 ， 需要通過拾取來 確定 景中的操作對象。 拾取技術(shù)國內(nèi)外研究 隨 著網(wǎng)絡(luò)科技越來越發(fā)達(dá)， 拾取操作也越來越方便了，有的只要鼠標(biāo)點點就可以。第二種是基于 GPU的 重繪式拾取技術(shù)，這種方法對硬件的依賴性大，不過拾取速度快。 隨后出現(xiàn)的各個版本，使自帶的拾取機(jī)制越來越完善，操作越來越方便，應(yīng)用范圍越來越廣泛。 OpenGL 的設(shè)計目標(biāo)就是作為一種流線型的、獨立于硬件的接口，可以在許多不同的硬件平臺上實現(xiàn)。 這類函數(shù)可能允許你指定相對較為復(fù)雜的形狀，例如汽車、身體的某 個部位、飛機(jī)或分子等。 GLU 是所有 OpenGL實現(xiàn)的一個標(biāo)準(zhǔn)組成部分。因而以制作《雷神之錘》等經(jīng)典 3D 射擊游戲而著名的 id 公司同其它一些游戲開發(fā)公司一同強(qiáng)烈要求微軟在Windows95 中加入對 OpenGL 的支持。 OpenGL 中包括 OpenGL ARB 的正式擴(kuò)展規(guī)格繪制語言 “OpenGL Shading Language”。 20xx 年 8 月 Khronos 小組發(fā)布了 OpenGL ，這是一年以來 OpenGL 進(jìn)行的第三次重要升級。這個緩沖區(qū)最終填滿了命令、頂點數(shù)據(jù)、紋理數(shù)據(jù)等。 6 同時所進(jìn)行的光照計算將確定每個頂點應(yīng)該具有的顏色亮度。幀緩沖區(qū)就是圖形顯示設(shè)備的內(nèi)存，這意味著這幅圖像將會在屏幕上顯示。 圖 元組裝 這個階段主要是按照輸入的變換后的頂點屬性和關(guān)聯(lián)信息，組裝形成圖元。 主要過程：紋理、霧化、顏色匯總（包括紋理顏色，光照顏色，主顏色等） 。因為總體上， MFC 框架定義了應(yīng)用程序的輪廓，并提供了用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)方法，程序員所要做的就是通過預(yù)定義