【正文】 L”從 版升級(jí)到了 版，通過(guò)改進(jìn)程序增強(qiáng)了對(duì)最新可編程圖形硬件的訪問(wèn)，還有更高效的頂點(diǎn)處理、擴(kuò)展的紋理功能、更彈性的緩沖管理等等。 版本提升了性能表現(xiàn)、改進(jìn)了視覺(jué)質(zhì)量、提高了幾 何圖形處理速度，而且使 Direct3D 程序更容易移植為 OpenGL。如圖 1 顯示了 OpenGL處理數(shù)據(jù)的過(guò)程。 顯示列表 任何數(shù)據(jù)，不管它所描述的是幾何圖形還是像素，都可以保存在顯示列表 (display list)中，供當(dāng)前或以后使用。參數(shù)化曲線和表面最初可能是通過(guò)控制點(diǎn)以及成為基函數(shù) (Basic function)的多項(xiàng)式函數(shù)進(jìn)行描述的。 基于頂點(diǎn)的操作 對(duì)于頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，接下來(lái)的一個(gè)步驟就是 基于頂點(diǎn)的操作 ，就是把頂點(diǎn)變換為圖元。如果使用了紋理，這個(gè)階段還將生成并變換紋理坐標(biāo)。 在有些情況下，接 6 下來(lái)需要執(zhí)行一個(gè)稱為透視除法 (perspective division)的步驟。取決于多邊形模式，多邊形可能被畫成點(diǎn)的形式或者直線的形式。接著，這些數(shù)據(jù)被縮放、偏移，并根據(jù)一副像素圖進(jìn)行處理。 OpenGL 有一種特殊的像素復(fù)制操作 ，可以把數(shù)據(jù)從幀緩沖區(qū)復(fù)制到幀緩沖區(qū)的其他位置或紋理內(nèi)存中。這樣，就可以很方便地在他們之間進(jìn)行切換。 光棚化 光棚化就是把幾何數(shù)據(jù)和像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為片斷 (fragment)的過(guò)程。 片斷操作 在數(shù)據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)到幀緩沖區(qū)之前， 將要執(zhí)行一系列的操作。在紋理內(nèi)存中為每個(gè)片斷生成一個(gè)紋理單元 (texel，也就是紋理元素 )，并應(yīng)用到這個(gè)片斷上。最后，經(jīng)過(guò)完整處理的片斷就被繪制到適當(dāng)?shù)木彌_區(qū)，最終成為一個(gè)像素并到達(dá)它的最終 歸宿 。 MFC 類庫(kù)作為 C++與 Windows 的接口，建立在 Win32 應(yīng)用程序編程接口 API 之上，封裝了大多數(shù)的 API 函數(shù)，主要是 API 中與程序結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分和最常用的部分。 Visual C++提供了相應(yīng)的工具來(lái)完成這個(gè)工作： AppWizard 可以用來(lái)生成初步的框架文件（代碼和資源等）；資源編輯器用于直觀地設(shè)計(jì)用戶界面； ClassWizard 用來(lái)協(xié)助添加代碼到框架文件；最后進(jìn)行編譯，則通過(guò)類庫(kù)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序特定的邏輯。 MFC 是一個(gè)編程框架， MFC 中的各種類結(jié)合起來(lái)構(gòu)成了一個(gè)應(yīng)用程序框架，它的目的就是讓程序員在此基礎(chǔ)上來(lái)建立 Windows 下的應(yīng)用程序，這是一種相對(duì) SDK 來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)單的方法。 MFC 類庫(kù)是 C++類庫(kù)。 （ 2）對(duì)應(yīng)用程序概念的封裝 使用 SDK 編寫 Windows 應(yīng)用程序時(shí)，總要定義窗口過(guò)程，登記 Windows Class，創(chuàng)建窗口，等等。 （ 3）對(duì) COM/OLE 特性的封裝 OLE 建立在 COM 模型之上，由于支持 OLE 的應(yīng)用程序必須實(shí)現(xiàn)一系列的接口（ Interface），因而相當(dāng)繁瑣。這些類中，最重要的類是 CObject 和 CCmdTarget。CCmdTarget 通過(guò)封裝一些屬性和方法，提供了消息處理的架構(gòu)。 程序員將結(jié)合自己的實(shí)際，從適當(dāng)?shù)?MFC 類中派生出自己的類， 實(shí)現(xiàn)特定的功能，達(dá)到自己的編程目的。如果這些函數(shù)都設(shè)計(jì)成虛擬函數(shù)，由于數(shù)量太多，實(shí)現(xiàn)起來(lái)不現(xiàn)實(shí)。 MFC 編程框架將在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候、適當(dāng)?shù)牡胤絹?lái)調(diào)用程序的代碼。針對(duì)不同的應(yīng)用和目的，程序員采用不同的模板。 為了支持對(duì)應(yīng)用程序概念的封裝， MFC 內(nèi)部必須作大量的工作。 總之， MFC 封裝了 Win32 API， OLE API， ODBC API 等底層函數(shù)的功能，并提供更高一層的接口，簡(jiǎn)化了 Windows 編程。 MFC 是 C++類庫(kù)，程序員就是通過(guò)使用、繼承和擴(kuò)展適當(dāng)?shù)念悂?lái)實(shí)現(xiàn)特定的目的。這些文件分四類：頭文件（ .h），實(shí)現(xiàn) 文件 (.cpp)，資源文件 (.rc)，模塊定義文件 (.def)，等。對(duì)這些類或者對(duì)象解釋如下。 如果要支持工具條、狀態(tài)欄，則派生的 邊框窗口類還要添加 CToolBar 和 CStatusBar 類型的成員變量，以及在一個(gè) OnCreate 消息處理函數(shù)中初始化這兩個(gè)控制窗口。視窗口通過(guò)文檔對(duì)象來(lái)訪 問(wèn)和更新數(shù)據(jù)。 MDI 應(yīng)用程序使用多文檔模板類 CMultiDocTemplate； SDI應(yīng)用程序使用單文檔模板類 CSingleDocTemplate。如果是多文檔應(yīng)用程序，文檔模板使用 CMultiDocTemplae，主框架窗口從 CMdiFarmeWnd 派生，它包含工具條、狀態(tài)欄和文檔框架窗口。表 1 列出了 AppWizard所生成的頭文件，表 2 列出了了 AppWizard 所生成的實(shí)現(xiàn)文件及其對(duì)頭文件的包含關(guān)系。 (3) 為 CMyTestView 類添加成員函數(shù) void Init() ，用于初始化，代碼如下： HGLRC hrc。 gluPerspective(45,ratio,1,1000)。pfd)。 PFD_NEED_PALETTE) SetLogicalPalette()。 void CMyTestView ::OnDestroy() //清理工作 { HGLRC hrc。 if (m_pDC) delete m_pDC。 glMaritxMode(GL_PROJECTION) 選 擇 當(dāng) 前 要 做 變 換 的 矩 陣 為 投 影 矩 陣 ， 后 面 的GL_MatrixMode(GL_MODELVIEW)則 設(shè)置要做變換的矩陣為模視矩陣，因?yàn)槲覀兒竺鎸⒁玫降钠揭坪托D(zhuǎn)變換都是針對(duì)模視矩陣的。 glMatrixMode(GL_PROJECTION)。 //選擇模視矩陣 glLoadIdentity()。 其 裁剪視體和 參數(shù)定義如下圖所示： 其生成的投影矩陣為： ?????????????????????010000020002DCBb o t t o mt o pn e a rAl e f tr i g h tn e a r nearf arnearf arDnearf arnearf arCbottomtopbottomtopBlef trightlef trightA??????????????2 對(duì)于透視投影，實(shí)用庫(kù)中提供了另一個(gè)函數(shù) gluPerspective()，它在使用上更方便，但實(shí)質(zhì)上和glFrustum()是一樣的。 這樣就生成了用來(lái)表示高度的高程灰度圖?；诰W(wǎng)格的算法可以求出高度值 Z,假設(shè)像素顏色 RGB 每個(gè)分量取值為 0～ 255， 高程值 插入的范圍為用戶輸入的高程范圍 ，變量 min～ max 的用戶輸入變量 。 17 4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的原理、關(guān)鍵技術(shù) 本文 主要實(shí)現(xiàn)基于高度圖的三維地形實(shí)現(xiàn)和研究， 先畫出網(wǎng)格地形圖， 通過(guò)格網(wǎng)計(jì)算 各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。每一種等級(jí)的顏色對(duì)應(yīng)各自的不同高度， 能夠得一幅藍(lán)白明顯的 高低 地形圖。 // 帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) virtual ~CMyGrid()。 // 設(shè)置地形的最小和最大高度 void SetInterpolationLevel(int level)。 // 生成地形顯示列表 public: float *grid。 // 單元格的尺寸 int m_interpol_level。 紋理映射技術(shù)是增強(qiáng)圖像真實(shí)感的技術(shù)之一 , 紋理應(yīng)該有如下幾個(gè)特征 。 3) 紋理元重復(fù)出現(xiàn)的周期應(yīng)較多，以充分體現(xiàn)紋理特性是穩(wěn)定的。從而大大的減少了紋理合成過(guò)程中的計(jì)算復(fù)雜度。 3) 以后不斷重復(fù)的從輸入圖像中隨機(jī)選擇一個(gè) BB ww? 的紋理塊 i B ，將其前一塊紋理塊 1?i B 進(jìn)行顏色混合。 圖 7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如圖 8 地形系統(tǒng) MYTerrain1View 類圖 20 圖 8 CMYterrain View 類圖 實(shí)驗(yàn)結(jié)果（屏幕截圖 ） 根 據(jù)高程映射方程公式 R* (min + (maxmin)) ＋ G *(min + (maxmin)) ＋ B *(min + (maxmin))，其中 RGB 是取 0～ 255 之間， 高程值變量 min～ max 的用戶輸入變量。有 方便快速地做出大的變動(dòng) 特點(diǎn)，可以快速對(duì)原有的系統(tǒng)進(jìn)行改正或修改。最后生成的地形圖和類似于其它地形圖，比較的單調(diào)，不會(huì)出現(xiàn)很大的變動(dòng) 展望 隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論的不斷完善和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展 ，我們不能局限當(dāng)前現(xiàn)狀，要對(duì)自然模擬物體更深入的研究。 （ 3）格網(wǎng) 行列可以分的更細(xì)一點(diǎn) ，地形的 圖形 效果更完美。最后，感謝我的家人在生活上對(duì)我的關(guān)心以及在學(xué)習(xí)和工作上對(duì)我的支持，沒(méi)有他們的支持鼓勵(lì)，我不可能順利的完成我的學(xué)業(yè)。Steve Reconciling socio economic and environmental datain a GIS context： Anexample from rural England． Applied Gangraphy1997 [3]HenriHaki： Cova。 20xx． [18]李志林，朱慶．?dāng)?shù)寧高程模型．武昌： J民漢人學(xué) i乜版社， 20xx [19]ReeVes W． T． Panicle SystemA TechIlical for Modeling a ClaSs of Fuzzy objectS[J]． C0mputer Graphics， 1983， 17(3) [20]Chiba N． Two dimensional Visual simulation of flames， smoke and the spread of f ire[J]TheJournal of Ⅵsualization and Computer Animation ， 1994 [21]Sims， Karl． Particle Animation and Rendering Using Data Parallel Computation． Computer Graphics， 1990， [22]Jos6 Stam， Eugene． Depiction Fire and Other GaSeous Phenomena Using Difmsion Processes． Computer Gr印 hics Proceedings， Annual Conference Series． 1994， [23]A． H． Wong， WaterfulA Particle System Animation， Computer science Department， Comell University,May27， 1994 [24]Matthias Unbescheiden Andrzej Trembilski． Cloud Simulation in Viriual Environments[A]． IEEE Visualization Proceedings[C]， 1995 [25]Fournier A,Reeves W simple model of ocean waves［ J］ Proceedings of SIGGRAPH’86,1986,20(4): [26]TengSee Loke et， Rendering Fireworks DisPlays， IEEE Computer graphics an Applications， May 1 992， [27]袁艷斌 ,袁曉輝 ,張勇傳 ,等 . 洪水演進(jìn)三維模擬仿真系統(tǒng) ， 山地學(xué)報(bào) , 20xx年 。 [11]牛瑞卿，田宜平，張夏林，等．建立三維數(shù)字長(zhǎng)江模型的關(guān)鍵技術(shù)探討， 人民長(zhǎng)江 20xx， [12]高力．利用數(shù)字高程模型生成地形三維仿真圖．西安工程學(xué)院學(xué)報(bào)， 20xx， 22(3)： [13]淮永建．虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)圖形繪制關(guān)鍵技術(shù)研究．西北工業(yè)大學(xué)．博上學(xué)位論文． 20xx． [14]牽曉燕，三維地 形實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示的核心技術(shù)研究．可視化專欄， 20xx。 25 參考文獻(xiàn) [1]Lindsstron and D ChristcEfficient implementation of rcal在此對(duì) 老師 表示最誠(chéng)摯的感謝。 （ 1） 三 維地形生成存在非常多的模擬技術(shù)，本文著重研究高度圖生成地形， 今后繼續(xù)研究 三維地形數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)漫游算法 ， 進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā) 地 形的漫游，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)基于模型技術(shù)的實(shí)時(shí)漫游 ，實(shí)現(xiàn)更逼真的地形模擬。 由于對(duì)地形系統(tǒng)分析實(shí)時(shí)性欠佳，也存在著 計(jì)算的效率不高， 對(duì)大規(guī)模的地形存在局限性，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求也比較高 等不足 。在可視化上具有很強(qiáng)的通用性和擴(kuò)展性，豐富了三維地形顯示功能，實(shí)現(xiàn)了在 三維地形發(fā)展 河流演進(jìn)中的應(yīng)用，對(duì)后繼研究起到了推進(jìn)作用。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 圖 2 系統(tǒng)的流程圖 上圖是系流程， 系統(tǒng)的流程先導(dǎo)入文件，讀入高度數(shù)值， 輸入各點(diǎn)坐標(biāo)。其算法如下： 1) 從輸入圖像中隨機(jī)選擇一個(gè) BB ww? 的紋理塊 0B ，將其粘貼在輸出紋理 outI 的左下角，并設(shè)1?k 。紋理的特性越標(biāo)準(zhǔn)，它的任意匹配性就越好，所