【正文】 被 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO） 定義為 是研究通過(guò)計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，并在專門(mén)顯示設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù) 。到 20 世紀(jì) 50年代末期，林肯實(shí)驗(yàn)室在計(jì)算機(jī)上開(kāi)發(fā)的 SAGE 空中防御系統(tǒng)，第一次使用了具有指揮和控制功能的 CRT 顯示器，與此同時(shí)，類似的技術(shù)再設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中也陸續(xù)得到了應(yīng)用，它預(yù)示著交互式計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的誕生。在整個(gè) 20 世紀(jì) 50年代，只有電子管計(jì)算機(jī) ，用機(jī)器語(yǔ)言編程，而為這些計(jì)算機(jī)配置的圖形設(shè)備也僅具有輸出功能。它描述了一個(gè)黃色的草垛（如圖 ） 。域值類型為 SFFloat 類型，球體的半徑由域 radius 的域值確定， radius 的默認(rèn)域值 為 個(gè)單位。即允許空白，不賦任何值。單值類型的命名以“ SF”開(kāi)頭，只包含單一的值，像一個(gè)數(shù)字、一種顏色、一個(gè)向量等。 geometry域值是一個(gè)定義空間造型幾何尺寸大小的造型節(jié)點(diǎn)，它包括 Box、 Cylinder、Cone、 Sphere 等基本的幾何節(jié)點(diǎn) 。 4. 路由 。當(dāng)然也可以在虛擬空間中添加聲音、動(dòng)畫(huà)，使之更加生動(dòng)，更接近現(xiàn)實(shí)。 這個(gè)例子 把 OpenGL 的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)了出來(lái)，OpenGL 數(shù)據(jù)包 為簡(jiǎn)化我們數(shù)據(jù)圖形化的操作提供了一些現(xiàn)成的資源。 ?? glPopMatrix()。 return 0。 glutAddMenuEntry(改變繞法 ,9)。 glutAddMenuEntry(光滑明暗模式 ,8)。 glutAddMenuEntry(反面線框模型 ,5)。 //添加菜單項(xiàng)， 1表示選擇菜單條目時(shí)傳遞的參數(shù)值 glutAddMenuEntry(正面多邊形填充模式 ,1)。 glutReshapeFunc(ChangeSize)。 glutInit(amp。 } glutPostRedisplay()。 break。 break。 break。 break。 // 刷新窗口 glutPostRedisplay()。 if(xRot ) xRot = 。 // 刷新命令緩沖區(qū) } void SpecialKeys(int key, int x, int y) { if(key == GLUT_KEY_UP) xRot= 。 glVertex3f(60, 60, 0)。 glVertex3f(0, 60, 0)。 //設(shè)置多邊形繞法的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針 if (bWinding) glFrontFace(GL_CW)。 glRotatef(xRot, , , )。 glMatrixMode(GL_MODELVIEW)。 glMatrixMode(GL_PROJECTION)。 //確定多邊形繞法的方向 BOOL bWinding = TRUE。當(dāng)函數(shù)被設(shè)置為T(mén)rue 時(shí)，后面的頂點(diǎn)將標(biāo)記出邊界線 段的起點(diǎn)。這樣有出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，如果這樣的多邊形被填充時(shí)看不到任何邊緣，但如果切換到輪廓圖形，就會(huì)看到組成大表面的所有小三角形，這會(huì)分散你的注意力。 第二條規(guī)則是多邊形的邊緣決不能相交，而且多邊形必須是凸的。 GL_FILL是默認(rèn)值，生成填充的多邊形； GL_LINE 生成多邊形的輪廓 ；而 GL_POINT 只畫(huà)出頂點(diǎn)。函數(shù) glPolygonMode 允許把多邊形渲染為填充的實(shí)心、輪廓線或只是點(diǎn)。 P 1P 2P 3A BP 明暗處理 采用 Gouraud 明暗處理不但可以使用多邊形表示的曲面光強(qiáng)連續(xù)，而且計(jì)算量很小。應(yīng)用平面明暗處理模式時(shí)，多邊形內(nèi)每個(gè)點(diǎn)的法向一致，且顏色也一致， OpenGL 用指定多邊形最后一個(gè)頂點(diǎn)時(shí)的當(dāng)前顏色作為填充多邊形的純 色；應(yīng)用光滑明暗處理模式時(shí)，多邊形所有點(diǎn)的法向是由內(nèi)插生成的，具有一定的連續(xù)性，因此每個(gè)點(diǎn)的顏色也相應(yīng)內(nèi)插，故呈現(xiàn)不同色。多邊形的輪廓或者內(nèi)部用單一的顏色或許多不同的顏色來(lái)填充 的 處理方式稱為明暗處理。一般默認(rèn)情況下， OpenGL 認(rèn)為逆時(shí)針繞法的多邊形是正對(duì)著的，這一特 性對(duì)于希望給多邊形的正面和背面賦予不同的物理特性十分有用。這兩種模式的推進(jìn)如圖。下面的代碼繪制了一個(gè)三角形： glBegin(GL_TRIANGLES)； glVertex2f(， )； glVertex2f(， )； glVertex2f(， )； glEnd()； 注意，這里三角形將被用當(dāng)前選定的顏色填充，如果尚未指定繪圖的顏色，結(jié)果將是不確定的。另外，景物光柵化之后被送入幀緩沖器之前還可以根據(jù)需要對(duì)象素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行操作。 OpenGL提供了兩種顏色模式： RGBA 模式，顏色索引模式。 OpenGL 提供了各種圖元的繪制函數(shù)，以及一些復(fù)雜三維物體（球、錐、多面體、茶壺）、 曲線曲面（貝塞輸入圖形原點(diǎn)坐標(biāo) (Xc,Yc),寬度： L,高度 H,p，等分?jǐn)?shù)： n X=sqr(2p*H) XL/2 N Y X=L/2 dx=2x/n, m=n/2 For(i=m 。通過(guò)這個(gè)例子說(shuō)明在沒(méi)有 相關(guān)工具和技術(shù)的輔助下 C語(yǔ)言 只適用于 簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)圖形化且耗時(shí)多工作量大。 dx:曲線沿 x方向的等距離。 closegraph()。gdriver,amp。gdriver,amp。圖形模式可以在屏幕上顯示字符，在圖形模式下，屏幕上每個(gè)象素的顯示位置用點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)描 述。圖形模式可以在屏幕上顯示字符，在圖形模式下，屏幕上每個(gè)象素的顯示位置用點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)描述。媒體方面，《數(shù)碼設(shè)計(jì)》、《 CG雜志》、《 Computer ARTS 數(shù)碼藝術(shù)》、《 CG World》中文版等專頁(yè)傳媒的創(chuàng)刊和引入也為中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)行業(yè)的發(fā)展起到了風(fēng)向標(biāo)的作用。中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)行 業(yè)的分工以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日益專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化。在那個(gè)磁盤(pán)操作系統(tǒng)剛剛誕生不久、字符化界面還是絕對(duì)主流的年代里，用計(jì)算機(jī)來(lái)“玩”圖形圖象絕對(duì)是一個(gè)“前衛(wèi)”的事務(wù)，加上能夠接收?qǐng)D形這樣海量計(jì)算的計(jì)算機(jī)價(jià)格不菲，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一個(gè)徹頭徹尾的“專家們的游戲”。而電腦游戲則更是激發(fā)了年輕一代的計(jì)算機(jī)從業(yè)人員投身于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)行業(yè)的熱情，越來(lái)越多的人開(kāi)始開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)的電腦游戲市場(chǎng)，這是如今中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)行業(yè)和電腦游戲密切相關(guān)的現(xiàn)狀的歷史淵源。 中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 中國(guó)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展最早可以追溯到二十世紀(jì) 80 年代末期，在清華大學(xué)、浙江大學(xué)等國(guó)家重點(diǎn)大學(xué)中的計(jì)算機(jī)研究所中開(kāi)始了對(duì)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的研究，產(chǎn)生了許多計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)專家，他們對(duì)中國(guó)在計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)算法方面作出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著人類社會(huì)的飛速發(fā)展，人們?cè)诳茖W(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，越來(lái)越多地獲得大量科學(xué)數(shù)據(jù)?？梢暬廊焕^續(xù)著借助形象化方法表達(dá)人類意圖的傳統(tǒng)。研究表明，人類獲得的關(guān)于外在世界的信息 80%以上是通過(guò)視覺(jué)通道獲得的。 1987 年 2 月美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（ National Science Foundation，簡(jiǎn)稱 NSF ）召開(kāi)一個(gè)專題研討會(huì) ， 研討會(huì)后發(fā)表的正式報(bào)告給出了科學(xué)計(jì)算可視化的定義、覆蓋的領(lǐng)域以及近期和長(zhǎng)期研究的方向。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究怎樣利用計(jì)算機(jī)來(lái)顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術(shù)的一門(mén)學(xué)科。光柵圖形顯示器付諸應(yīng)用后不久，就出現(xiàn)了大量簡(jiǎn)單易用、價(jià)格便宜的基于圖形的應(yīng)用軟件，如圖形用戶界面、繪圖、字處理、游戲等，由此推動(dòng)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用。它能繪制工程圖，進(jìn)行分析與產(chǎn)生數(shù)控加工紙帶，在許多國(guó)家得到應(yīng)用。 二十世紀(jì)五十年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了 簡(jiǎn)化 人們 對(duì)數(shù)據(jù)的理解 和 操作 ，數(shù)據(jù)圖形化技術(shù)得到飛速發(fā)展， 1963 年， Ivan Sutherland 在麻省理工學(xué)院發(fā)表了名為《畫(huà)板》的博士論文，它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的正式誕生。 2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 產(chǎn)生背景及發(fā)展 國(guó)外計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是近 30年來(lái)發(fā)展迅猛、應(yīng)用廣泛的新興科學(xué)，它隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備而產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容就是研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法 。統(tǒng)計(jì)表明，人類每天需要處理的數(shù)據(jù)量在 六十年代才是十 萬(wàn)字節(jié)數(shù)量級(jí) ，而到了八十 年代 就達(dá)到了 百萬(wàn)字節(jié)數(shù)量級(jí)， 九十 年代已經(jīng)增加 1000 倍以上，而且增加的趨勢(shì)還在加強(qiáng)。 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容非常廣泛，如圖形硬件、圖形標(biāo)準(zhǔn)、圖形交互技術(shù)、光柵圖形生成算法、 曲線曲面造型、實(shí)體造型、真實(shí)感圖形計(jì)算與顯示算法、非真實(shí)感繪制 、科學(xué)計(jì)算可視化、 自然景物仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等 ， 是近年來(lái)最為熱門(mén)的學(xué)科之一。 那么它和數(shù)據(jù)圖形化顯示技術(shù)又有什么聯(lián)系呢？ 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)定義為：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究通過(guò)計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，并在專門(mén)顯示設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù) 。隨著電子 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 人類獲取數(shù)據(jù)的能力飛速提高，每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù) 呈幾何形式的增長(zhǎng) 。 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) (Computer Graphics，簡(jiǎn)稱 CG)是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)。我國(guó)的主要高校都開(kāi)設(shè)了多門(mén)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的課程 ,并有一批從事圖形學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的研究所。在造船、航天航空、汽車(chē)、電子、機(jī)械、土建工程、影視廣告、地理信息 、輕紡化工等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)了這門(mén)學(xué)科的不斷發(fā)展，而不斷的解決應(yīng)用中提出的各類新課題，又進(jìn)一步充實(shí)和豐富了這門(mén)學(xué)科的內(nèi)容。 20 世紀(jì) 70 年代，美國(guó)洛克西德飛機(jī)公司完成了一個(gè)用于飛機(jī)設(shè)計(jì)的交互式圖形處理系統(tǒng)，即 CADAM。這時(shí)由于出現(xiàn)了帶有光柵圖形顯示器的個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站，使得人機(jī)交互中位圖圖形的使用日益廣泛。目前，計(jì)