【正文】 4 漫游系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 天空的渲染和繪制 天空主要通過(guò)運(yùn)用了“天空球 ”來(lái)實(shí)現(xiàn)，在場(chǎng)景中構(gòu)建一個(gè)球體，并往此球體上面貼張帶有天空的 bmp 格式的圖像，此圖像帶有云彩圖案，可以增強(qiáng)真實(shí)感 [12]。 MS3D 模型載入 MilkShape3D 是一款有名的建模工具，而 MS3D 是 其特有的 模型格式 。// 散射光參數(shù) ， R,G,B 取//最高值 1，顯示最強(qiáng)亮度 glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, LightAmbient)。在本課題中的光照功能相關(guān)代碼如下： glEnable(GL_LIGHTING)。鏡面光不同于散射光，環(huán)境光 它雖然也是按特定的方向發(fā)射但是其反射的角度太銳利一致，如同現(xiàn)實(shí)生活中的聚光燈，根據(jù)這個(gè)原理我在課題中加了光照的功能。同樣，在虛擬場(chǎng)景中物體如果只有本身色彩而沒(méi)有光照的話，就會(huì)給人晦暗，不真實(shí)的感覺(jué)。 // 霧氣的開(kāi) 始位置 glFogf(GL_FOG_END,)。 glFogfv (GL_FOG_COLOR, fogColor)。 glEnable(GL_FOG)。F39。如果為了節(jié)約內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)更快不過(guò)精確度稍低的 霧可以調(diào)用 glHint(GL_FOG_HINT,GL_FASTEST)。合理使用霧化，可 以很好的表現(xiàn)出視點(diǎn)到物體的距離感，實(shí)現(xiàn)逐漸變模糊的物體 [9]。在使用霧化時(shí) ， OpenGL會(huì)把開(kāi)發(fā)者指定的霧的顏色與完成了其他顏色計(jì)算的幾何圖形進(jìn)行混合。而矢量圖的運(yùn)算量和數(shù)據(jù)量都比像素圖大很多。 位圖 計(jì)算機(jī)通常用像素圖和矢量圖來(lái)保存圖像，像素圖是把 圖像縱橫分為若干的行和列，行和列之間組成的每一小塊分塊稱之為像素，因?yàn)樗４媪嗣恳恍K的像素的顏色，所以它可以保存整個(gè)圖像。此函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是 x坐標(biāo)，第二個(gè)參數(shù)是 y坐標(biāo)。要注意的是 OpenGL 以前的版本有對(duì)紋理進(jìn)行限制，要求紋理的大小必須是 2的冪，雖然新版本的 OpenGL 取消了這個(gè)限制，但由于某些 PC 機(jī)顯卡的驅(qū)動(dòng)程序附帶的 OpenGL 不一定能支持新版本的 OpenGL，所以最好使用 2 的冪大小的紋理，且最大不能超過(guò) 1024*1024。 OpenGL 在圖像顯示的時(shí)候，有可能顯示的圖像比原始的紋理大，也有可能比原始的紋理小，這種情況在紋理映射給多邊形的物體時(shí)很常見(jiàn)，因此，要控制濾波方式，使其局部縮小或放大。 調(diào)用 glGenTextures()函數(shù)創(chuàng)建紋理對(duì)象，使用一個(gè)正整數(shù)作為紋理對(duì)象的編號(hào)。 例如可以把巖石的圖像應(yīng)用到一個(gè)立方體上，這樣這個(gè)立方體看起來(lái)就像是一個(gè)打磨過(guò)的立方體的巖石了。二是用像素塊來(lái)表示對(duì)象，但這兩種方法都有一定的局限，幾何流水線的系統(tǒng)在模擬很多自然現(xiàn)象（如草地、云彩、火焰）時(shí)處理多邊形的速度仍然難以滿足需求。計(jì)算機(jī)一般模擬的是自然界中的濃霧、云煙、虛化的場(chǎng)景。本系統(tǒng) 主要運(yùn)用了紋理映射、霧化 、 光照處理等渲染技術(shù)來(lái)模擬三維場(chǎng)景的真實(shí)性。 “ 天空球 ” 相對(duì)于 “ 天空盒 ”來(lái)說(shuō) 要簡(jiǎn)單得多，因?yàn)樗恍枰桓奔y理圖，并且計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)計(jì)算紋理坐標(biāo)。 天空的建模方式有很多種，而基本的做法有兩種，一種是 “ 天空盒 ” 法，另一種是 “ 天空球 ” 法。 在本系統(tǒng)中 我主要完成了下面介紹的幾個(gè)場(chǎng)景建模。 ?? ::wglDeleteContext( m_hRC)。 if (cy==0) { cy=1。 ?? //建立渲染上下文 m_hRC = ::wglCreateContext(m_pDCGetSafeHdc())。 （ 3） 在 Stdfax（預(yù)編譯頭文件）里添加 OpenGL 的頭文件： include gl/、 include gl/、 include gl/ ，并添加自定義連接庫(kù)： pragma ment( lib, ) 、 pragma ment( lib, ) 、 pragma ment( lib, )、 pragma ment( lib, )。因?yàn)?OpenGL 是一個(gè)與操作系統(tǒng)平臺(tái)無(wú)關(guān)的圖形庫(kù)，所以不同的操作系統(tǒng) 需建不同的 框架。 OpenGL 通過(guò)“渲染上下文”即 RC(RenderingContext)完成對(duì)三維圖形的繪制。在 MFC 里面有很多的模板，如 MDI 應(yīng)用程序模板、 SDI 應(yīng)用程序模板、規(guī)則和擴(kuò)展 DLL 應(yīng)用程序的模板等等。 在 Windows應(yīng)用程序中， Visual C++是公認(rèn)的效率最高，最強(qiáng)大的工具 [2]。本次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)目的是通過(guò) 對(duì)三維場(chǎng)景的建模技術(shù)，外部模型的導(dǎo)入及漫游技術(shù) 的研究達(dá)到對(duì)當(dāng)今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，并學(xué)會(huì) 運(yùn) 用 OpenGL 結(jié)合 Visual C++ 環(huán)境 實(shí)現(xiàn) 的飛機(jī)飛行漫游模擬。不僅如此，在美國(guó) 有很多很著名的大學(xué)都在從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究。而且在國(guó)外很多 OpenGL 的產(chǎn)品已經(jīng)是滿目琳瑯了。而且在國(guó)內(nèi)還有一些比較著名的研發(fā)中心，比如北京 航空航天大學(xué) 現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，主要負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)國(guó)家軍隊(duì)使用的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 。同時(shí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也不例外，從比較簡(jiǎn)單的平面圖形到 3D 空間立體圖形的一個(gè)轉(zhuǎn)變，無(wú)疑是圖形學(xué)史上的一個(gè)飛躍。第四部分是主要介紹了系統(tǒng)的整體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 全文總共分為五大部分。本 系統(tǒng) 是基于 OpenGL 的飛機(jī)漫游模擬，主要是 應(yīng)用 OpenGL 結(jié)合 Visual C++ 開(kāi)發(fā)軟件 ，通過(guò) C++語(yǔ)言編寫(xiě)， 并 運(yùn)用紋理貼圖、 MS3D 模型導(dǎo)入等各項(xiàng)技術(shù)對(duì) 系統(tǒng) 的各個(gè)模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。第三部分介紹了課題實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括場(chǎng)景建模、場(chǎng)景渲染 等 。 關(guān)鍵詞： 虛擬場(chǎng)景 紋理貼圖 MS3D 模型導(dǎo)入 漫游 II 目 錄 1 緒論 ...................................................................... 1 項(xiàng)目背景及發(fā)展?fàn)顩r分析 .............................................. 1 應(yīng)用及意義 .......................................................... 1 2 開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹和搭建 OpenGL 應(yīng)用程序框架 ..................................... 2 開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹 ........................................................ 2 OpenGL 繪圖的機(jī)制 .................................................... 2 搭建 OpenGL 應(yīng)用程序框架 ............................................. 2 3 課題實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) ........................................................ 5 場(chǎng)景建模 ............................................................ 5 場(chǎng)景渲染 ............................................................ 5 紋理映射 ............................................................ 6 位圖 ................................................................ 7 霧化 ................................................................ 7 光照 ................................................................ 9 MS3D 模型載入 ....................................................... 10 4 漫游系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) ............................................................. 11 天空的渲染和繪制 .................................................... 11 地形的實(shí)現(xiàn) ......................................................... 11 三維場(chǎng)景漫游的實(shí)現(xiàn) ................................................. 14 5系統(tǒng)測(cè)試 ................................................................. 19 測(cè)試環(huán)境 ............................................................ 19 模擬測(cè)試 ............................................................ 19 測(cè)試結(jié)果 ............................................................ 21 結(jié)論 ....................................................................... 22 參考文獻(xiàn) ................................................................... 23 附錄一 ..................................................................... 24 致謝 ....................................................................... 28 基于 OpenGL 的飛機(jī)虛擬場(chǎng)景漫游模擬 1 1 緒論 項(xiàng)目背景及發(fā)展?fàn)顩r分析 眾所周知，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)在人們的生活中占的位置 越來(lái)越重，而網(wǎng)絡(luò)的普及帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)科技以及計(jì)算機(jī)硬件水平的發(fā)展。由此可見(jiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相當(dāng)多的公司都在使用 OpenGL 作為一種開(kāi)發(fā)工具。 在國(guó)外， OpenGL 的發(fā)展是非常成熟的，從 1992 年 7 月， SGI 發(fā)行的 版本之后就一直以非常短的時(shí)間周期性的對(duì) OpenGL 軟件進(jìn)行不斷的升級(jí)更新，這使得 OpenGL這款軟件的功能越來(lái)越強(qiáng)大 [1]。他們制作了如 《侏羅紀(jì)公園》、《玩具總動(dòng)員》、《泰坦尼克號(hào)》 等這些大名鼎鼎票房過(guò)億的 電影 。 應(yīng)用及意義 從世界范圍來(lái)看 ， OpenGL 在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用可以說(shuō)已經(jīng)十分廣泛，特別是 對(duì) 中國(guó)這個(gè)非常有潛力的 市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展， OpenGL 占有的 市場(chǎng) 將 越來(lái)越大 。其集成開(kāi)發(fā)環(huán)境與 Win32 緊密相連，具有強(qiáng)大的調(diào)試功能，在編譯錯(cuò)誤的時(shí)候會(huì)為程序員提示錯(cuò)誤的信息所在的位置， 在開(kāi)發(fā)復(fù)雜的軟件時(shí)候能夠有效地提供強(qiáng)大的排錯(cuò) 方法 。 使用 MFC 編程可以充分展現(xiàn)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)，它可以讓程序員編寫(xiě)的代碼大為減少精簡(jiǎn)， 在對(duì)象方法的實(shí)現(xiàn)具體細(xì)節(jié)上， 編程人員 不 用 花很多時(shí)間 去考慮， 因?yàn)?基本 類(lèi)庫(kù)里包含有各種對(duì)象的強(qiáng)大功能能夠 完成程序中的絕大部分所需功能 [3]。 OpenGL繪圖的機(jī)制 在 Windows 環(huán)境下使用圖形設(shè)備接口 GDI(GraphicDeviceInterface)作圖要通過(guò)設(shè)備上下文 (DeviceContext)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的函數(shù) ,用 OpenGL 作圖也是如此 。 搭建 OpenGL 應(yīng)用程序框架 在進(jìn)行編程之前，要先構(gòu)建用 OpenGL 程序框架。 （ 2） 將 OpenGL 所需的頭文件放在 Visual C++ 安裝目錄下的 VC98 文件夾下的 GL目錄中，并將 、 、 、 OpenGL32dll 這些動(dòng)態(tài)鏈接