05-1 OpenGL1 简介.pptx

第1页：OpenGL1 简介

计算机图形学讲义 OpenGL1 简介

第2页：什么是OpenGL

1 什么是 OpenGL？

• OpenGL 是一个功能强大的开放图形库（OpenGraphics Library）。其前身是 SGI 公司为其图形工作站开发的 IRIS GL。为使其能够更加容易地移植到不同的硬件和操作系统，SGI 开发了 OpenGL。
• OpenGL 被打造为开放性标准，任何软硬件厂商均可自由使用，这让它受到广泛的欢迎。
• OpenGL 提供一种直观的编程环境，它提供的一系列函数大大地简化了三维图形程序。

第3页：OpenGL的版本发展

OpenGL 的版本发展

近几年 OpenGL 发展速度迅猛，新版本的 OpenGL 已经更新到了 OpenGL 4.4，其功能略超过 Direct3D11，且被 Nvidia 和 AMD 主流显卡全面支持；有 96.8% 手持设备都只使用桌面 OpenGL 的子集 OpenGLES 作为图形编程接口；许多家用游戏机也使用 OpenGL 作为其图形的编程接口。

第4页：OpenGL的特点

2 OpenGL 的特点

从程序开发人员的角度来看，OpenGL 是一组绘图命令的 API 集合。利用这些 API 能够方便地描述二维和三维几何物体，并控制这些物体按某种方式绘制到显示缓冲区中。OpenGL 的 API 集提供了物体描述、平移、旋转、缩放、光照、纹理、材质、像素、位图、文字、交互以及提高显示性能等方面的功能，基本涵盖了开发二、三维图形程序所需的各个方面。

第5页：跨平台特性

（1）跨平台特性

OpenGL 与硬件、窗口和操作系统是相互独立的。为了构成一个完整功能的图形处理系统，其设计实现共分 5 层：图形硬件、操作系统、窗口系统、OpenGL 和应用软件。因而 OpenGL 可以集成到各种标准窗口和操作系统中。例如，操作系统包括 UNIX、Windows NT、Windows 95/98、DOS 等；窗口系统包括 X Windows、Microsoft Windows 等。

第6页：应用的广泛性

（2）应用的广泛性

OpenGL 是目前最主要的二、三维交互式图形应用程序开发环境，已成为业界最受推荐的图形应用编程接口。自从 1992 年发表以来，OpenGL 已被广泛地应用于 CAD/CAM、三维动画、数字图像处理以及虚拟现实等领域，Kinetix 公司的 3D Studio Max 就是突出的代表。无论是在 PC 机上，还是在工作站甚至是大型机和超级计算机上，OpenGL 都能表现出它的高性能和强大威力。

第7页：网络透明性与高质量高性能

（3）网络透明性

建立在客户/服务器模型上的网络透明性是 OpenGL 的固有特性，它允许一个运行在工作站上的进程在本机或通过网络在远程工作站上显示图形。利用这种性质能够均衡各工作站的工作负荷，共同承担图形应用任务。

（4）高质量和高性能

无论是在 CAD/CAM、三维动画还是可视化仿真等领域，OpenGL 高质量和高效率的图形生成能力都能得到充分的体现。在这些领域中，开发人员可以利用 OpenGL 制作出效果逼真的二、三维图像。

第8页：出色的编程特性

（5）出色的编程特性

OpenGL 在各种平台上已有多年的应用实践，加上严格的规范控制，因此 OpenGL 具有良好的稳定性。OpenGL 具有充分的独立性与易使用性等。

第9页：OpenGL图形操作步骤

3 OpenGL 图形操作步骤

1. 根据基本图形单元建立景物模型，并且对所建立的模型进行数学描述（OpenGL 中把点、线、多边形、图像和位图都作为基本图形单元）。
2. 把景物模型放在三维空间中的合适的位置，并且设置视点（viewpoint）以观察所感兴趣的景观。
3. 计算模型中所有物体的色彩，其中的色彩根据应用要求来确定，同时确定光照条件、纹理粘贴方式等。
4. 把景物模型的数学描述及其色彩信息转换至计算机屏幕上的象素，这个过程也就是光栅化。