【文章內(nèi)容簡介】 為 x軸，垂直方向為 y軸： (0,0) 799 599 800*600 坐標(biāo) 如圖 這樣圖形模式就可以在屏幕上顯示字符，在圖形模式下，屏幕上每個象素的顯示位置 都可以 用點坐標(biāo)來描述。 這里有一個一個簡單的圖形 程序 include “ ” // 圖形函數(shù)庫 include “ ” //標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)庫 include “ ” //控制臺輸入輸出 main() { int gdriver,gmode。 detectgraph(amp。gdriver,amp。gmode) 。 if(gdriver0) exit(1) 。 initgraph(amp。gdriver,amp。gmode,C:\\TURBOC2) 。 初始化圖形系統(tǒng) bar3d(100,200,300,400,10,1) 。 getch()。 closegraph()。 } 這段程序有什么作用呢？那就是初始化圖形系統(tǒng)，從磁盤裝入一個圖形驅(qū)動程序并設(shè)置圖形顯示模式，這樣就可以進行接下來的數(shù)據(jù)圖形化工作了。 舉個便于分析的例子 —— 拋物線的繪制 Y X 拋物線 標(biāo)準(zhǔn)方程： Y=X2/4p 曲線以 F(0,p)為焦點 ,曲線以 Y軸為對稱軸，其 X的取值范圍是任意的。 由此，可將上式離散化 其中： i=m,(m1),?? 0， 1，?? m。 dx:曲線沿 x方向的等距離。 y 定義拋物線的高 ,長和區(qū)域 （如圖 ） X的定義域為整個定義域 實際上 X的取值范圍 受 圖形區(qū)域大小限制 設(shè)圖形區(qū)域：長 X=L,高： Y=H 原點 (0,0) Y=X2/(4p) 曲線 1的 X 的取值范圍 x1=x=x2 x1 =L/2, x2=L/2 曲線 2 x 的范圍 X1=X=X2 X1=sqrt(H/2 *4p) X2=sqrt(H/2*4p) Y=X2/(4p) X=sqr(2p*H) (1)將 [x1,x2] 進行 n等分 (n 為偶數(shù) ) (2)每等分的大小為 dx dx=|x2x1|/n m=n/2 （ 3）已知離散點的中點是 (0,0) 則 離散點依次是 m， (m1), ? ,0,1,2,? (m1),m For(i= m 。i=m。i++) x=i*dx y=(i*dx)*(i*dx)/(4*p) 數(shù)學(xué)坐標(biāo) （ i*dx， (i*dx)*(i*dx)/(4*p)） 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 (Xc,Yc)（如圖 ） 原點 (0,0) X’ ， +Y’ ， +X+Y， +(x,y) 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 流程圖 這樣拋物線就能繪制出來了 。通過這個例子說明在沒有 相關(guān)工具和技術(shù)的輔助下 C語言 只適用于 簡單的數(shù)據(jù)圖形化且耗時多工作量大。 基于 OpenGL 的三維圖形生成技術(shù) 提到數(shù)據(jù)圖形化就不得不提到三維圖形生成技術(shù)了。 那么怎么把數(shù)據(jù)變?yōu)榱Ⅲw圖形呢？我們可以通過一些算法把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成曲線和直線，由曲線和直線構(gòu)成二維圖形，然后用二維圖形，即圖片、屏幕、紙張等的形式來表示三維圖形。 在研究三維圖形的過程中人們開發(fā)了各種圖形工具庫（軟件包，即一系列函數(shù)的集合） ， OpenGL 三維圖形編程無疑是其中最優(yōu)秀的，已經(jīng)成為了 相當(dāng)流行的高性能圖形處理標(biāo) 。 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（貝塞輸入圖形原點坐標(biāo) (Xc,Yc),寬度： L,高度 H,p，等分數(shù)： n X=sqr(2p*H) XL/2 N Y X=L/2 dx=2x/n, m=n/2 For(i=m 。i=m。i++) x=i*dx y=x*x/(4*p) i=mY N Y Lio(Xc+x,Ycy) Moveto(Xc+x,Ycy) 計算坐標(biāo) 爾、 NURBS）的繪制函數(shù) OpenGL 提供四種基本變換：平移、旋轉(zhuǎn)、按比例縮放、鏡像。 OpenGL 提供兩種投影變換：平行投影（正射 投影）、透視投影。 OpenGL提供了兩種顏色模式： RGBA 模式，顏色索引模式?？偟膩碚f就是 OpenGL 為簡化我們數(shù)據(jù)圖形化的操作提供了一些現(xiàn)成的資源。 在 OpenGL 中進行的圖形操作直至在計算機屏幕上渲染繪制出三維圖形景觀的基本步驟如下： 1. 根據(jù)基本圖形單元建立景物模型，得到景物模型的數(shù)學(xué)描述（ OpenGL 中把點、線、多邊形、圖像和位圖都作為基本圖形單元）； 2. 把景物模型 放在三維空間中的合適的位置，并且設(shè)置視點 (Viewpoint)以觀察所感興趣的景觀； 3. 計算模型中所有物體的色彩，同時確定光照條件、紋理粘貼方式等； 4. 把景物模型的數(shù)學(xué)描述及其色彩信息轉(zhuǎn)換至計算機屏幕上的像素，這個過程也就是光柵化 (rasterization)。 在這些步驟的執(zhí)行過程中， OpenGL 可能執(zhí)行其他的一些操作，例如自動消隱處理等。另外，景物光柵化之后被送入幀緩沖器之前還可以根據(jù)需要對象素數(shù)據(jù)進行操作。 ． 1 三角形的繪制 在 OpenGL 中，面是由多邊形構(gòu)成的。三角形可能是最簡單的多 邊形，它有三條邊?？梢允褂?GL_TRIANGLES 模式通過把三個頂點連接到一起而繪出三角形。下面的代碼繪制了一個三角形： 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。 使用 GL_TRIANGLE_STRIP（ 如圖 ） 模式可以繪制幾個相連的三角形，系統(tǒng)根據(jù)前三個頂 點繪制第一個多邊形，以后每指定一個頂點，就與構(gòu)成上一個三角形的后兩個頂點繪制新的一個三角形。使用 GL_TRIANGLE_FAN 模式 （如圖 ） 可以繪制一組相連的三角形，這些三角形繞著一個中心點成扇形排列。第一個頂點構(gòu)成扇形的中心，用前三個頂點繪制出最初的三角形之后，隨后的所有頂點都和扇形中心以及緊跟在它前面的頂點構(gòu)成下一個三角形，此時是以順時針方向穿過頂點。這兩種模式的推進如圖。 V 0V 1V 2V 3V 4V 5 0V1V234 模式 GL_TRIANGLE_FAN 模式 ． 2 繞法 在繪制三角形的過程中，三個頂點將三角形封閉的過程是有序的，即三角形的構(gòu)成路徑具有方向性，我們把指定頂點時順序和方向的組合稱為“繞法”。比如上面的例子中畫出的三角形的繞法就是順時針的，若把后兩個頂點的位置互換，就得到了逆時針繞法。繞法是任何多邊形圖元的一個重要特性。一般默認情況下， OpenGL 認為逆時針繞法的多邊形是正對著的，這一特 性對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。如果要反轉(zhuǎn) OpenGL 的默認行為，可以調(diào)用函數(shù)： glFrontFace(GL_CW)； CL_CW 告訴 OpenGL 應(yīng)該把順時針纏繞的多邊形為正對著的。為了改回把逆時針繞法視為正面，可以使用 CL_CCW。 ． 3 明暗處理 在繪制 多邊形 時， 我們常常 要 指定 繪制 的 顏色 ，而 在 OpenGL 中，顏色實際上是對各個頂點而不是對各個多邊形指定的。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填充 的 處理方式稱為明暗處理。在 OpenGL 中，用單一顏色處 理的稱為平面明暗處理 （ Flat Shading） ，用許多不同顏色處理的稱為光滑明暗處理 （ Smooth Shading） ，也稱為 Gourand 明暗處理 （ Gourand Shading） 。 設(shè)置明暗處理模式的函數(shù)為： void glShadeModel(GLenum mode)。 其中參數(shù) mode 的取值為 GL_FLAT 或 GL_SMOOTH，分別表示平面明暗處理和光滑明暗處理。應(yīng)用