OpenGL7

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opengl简介及实例

opengl简介及实例

C# 实例OpenGL是图形硬件的一个软件接口,是一种快速、高质量的3D图形软件。

它提供了近120个绘制点、线点多边形等3D图形的命令,可以完成绘制物体、变换、光照处理、着色、反走样、融合、雾化、位图和图像、纹理映射、动画等基本操作,通过把这一系列基本操作进行组合,可以构造更复杂的3D物体和描绘丰富多彩、千变万化的客观世界。

C#是以运行库为基础的一种编程语言,它几乎集中了所有关于软件开发和软件工程研究的最新成果,如面向对象、类型安全等,并被寄希望成为微软发布的用于企业编写基于COM+和视窗系统的程序语言中的最好的一种[2]。

与C++相比,C#的语法更加简洁,调试更加容易,且应用程序开发更加快速。

把C#和OpenGL结合起来开发3D应用程序和软件,将显著提高开发效率。

在C#中,程序间的依赖项通过符号而不是文本来控制,因而不使用头文件,而且opengl32.dll以及opengl32.lib等文件也不能像在C++中那样进行部署和引用,所以,无法直接使用OpenGL所提供的图形库。

在C#中通过调用OpenGL 动态链接库文件:csgl.dll和csgl.native.dll实现OpenGL所提供的强大的图形功能。

这2个文件可以从网页上获取。

csgl.dll中定义了4个名称空间,即CsGL,CsGL.OpenGL,CsGL.Pointers,CsGL.Util,其中,CsGL.OpenGL定义的4个类OpenGL、GL、GLU、GLUT中封装了几乎所有的OpenGL函数、用户库函数、辅助库函数和实用库函数及常量;类OpenGLControl中定义了OpenGL场景绘制函数,如场景的初始化、场景的绘制函数等;类OpenGLContext中定义了OpenGL环境控制命令,如像素格式、调色板的创建等命令。

CsGL.Util定义了键盘、鼠标事件及异常处理等。

为了能够使用这2个文件,先将这2个文件拷贝到系统文件夹%systemroot%╲system32中,然后在项目的属性页对话框中将"引用路径"设置为系统文件夹%systemroot%╲system32,这样C#就可以找到运行/调试应用程序所需要的库文件。

VRAY 7

VRAY 7
Page ▪ 2
选择物体
按材质选择。 按线框颜色选择。 按名称选择。 孤立配合隐藏。
Page ▪ 3


特点:
反射的弱\强 高光范围小\大
做法:
基本通道(漫反射)贴皮纹贴图 模糊反射:8.5 高光:0.6 双向反射函数:分布
作用: 效果:
多面:高光区域最小,高光强烈(皮革) 反射:中等(默认) 沃德:最大区域高光(磨砂金属)
Page ▪ 5
置换贴图
类似于建模,常用作毛毯、粗糙墙面
Page ▪ 6
置换贴图
类似于建模,常用作毛毯、粗糙墙面
毛毯的做法: 新建切角长方体为模型\将 模型放一半以上在地板以 下,可防止置换之后模型 其他面裂开。
Page ▪ 7
改显卡驱动
1.SOFTWARE:软件加速,最稳定但显示效果差,速度慢。 2.OPENGL:硬件驱动,需要驱动支持。 3.DIRECT3D:硬件加速,最快速。
最好选择3,用VR时如果总出错,就用1。 修改后重启3D才生效。
Page ▪ 1
材质技巧
学习配色,用色彩打动观众。 (《透视色轮》、临摹好图。) 重点表现大面积的材质。 选择清晰、无缝的贴图。 多比较、多分析,类推其他材质。

opengl使用手册 简书

opengl使用手册 简书

OpenGL(Open Graphics Library)是一种用于渲染2D和3D图形的跨平台图形API。

OpenGL提供了一系列的函数,可以用来配置图形环境、绘制几何图形、处理纹理、执行变换等。

以下是一个简要的OpenGL使用手册的概述:1. 初始化OpenGL环境:-创建OpenGL上下文,配置窗口和视口,初始化OpenGL的各种参数。

2. 设置投影和视图矩阵:-使用OpenGL的矩阵操作函数,设置投影矩阵和视图矩阵,定义场景中物体的可见范围和视图。

3. 创建和加载着色器:-编写顶点着色器和片元着色器,将它们编译成着色器程序,并链接到OpenGL上下文。

4. 创建和绑定缓冲区对象:-创建顶点缓冲对象(VBO)和索引缓冲对象(IBO)来存储顶点数据和索引数据。

5. 定义顶点数据和绘制图形:-定义顶点数据,将数据传递到缓冲区对象中,使用OpenGL函数绘制图形。

6. 处理纹理:-加载纹理图像,创建纹理对象,将纹理数据传递到GPU,使用纹理进行图形渲染。

7. 执行变换:-使用OpenGL的矩阵操作函数,对物体进行平移、旋转、缩放等变换。

8. 设置光照和材质:-配置光源和材质属性,实现光照效果。

9. 深度测试和遮挡剔除:-启用深度测试和遮挡剔除,以处理物体的深度关系和遮挡关系。

10. 处理用户输入:-处理用户输入,例如键盘和鼠标事件,以交互式地改变场景。

11. 错误处理:-添加错误检查,确保OpenGL函数的调用没有错误,方便调试。

12. 清理和释放资源:-在程序结束时清理和释放分配的OpenGL资源,防止内存泄漏。

13. OpenGL扩展:-了解和使用OpenGL的扩展,以获取更先进的图形特性。

14. 学习资源:-利用OpenGL的学习资源,包括在线教程、书籍和社区,以深入了解图形编程。

请注意,上述步骤是一个简要的概述。

OpenGL是一个庞大而灵活的库,涵盖了广泛的图形编程概念。

深入学习OpenGL需要时间和实践。

opengl 原理

opengl 原理

opengl 原理OpenGL是一种图形编程接口,使得开发者可以利用硬件加速来绘制2D和3D图形。

它提供了一系列函数和状态机,使用C语言进行编程。

OpenGL的工作原理如下:1. 初始化:在使用OpenGL之前,需要先初始化OpenGL环境。

这包括创建图形上下文、加载图形驱动程序、设置显示设备等操作。

2. 设置状态:OpenGL使用一系列状态来控制绘制过程。

这些状态可以包括清除颜色缓冲区的颜色、设置深度测试、开启光照等。

开发者可以利用OpenGL提供的函数来设置这些状态。

3. 创建对象:在OpenGL中,开发者需要创建对象来表示物体或场景。

常用的对象包括顶点数组对象(Vertex Array Object,VAO)和顶点缓冲对象(Vertex Buffer Object,VBO)。

这些对象用于存储顶点数据、纹理坐标等信息。

4. 编写着色器:OpenGL使用着色器来控制顶点和片段(像素)的处理过程。

开发者需要编写顶点着色器和片段着色器,并将它们编译为可执行的着色器程序。

顶点着色器用于处理顶点数据,而片段着色器用于处理像素数据。

5. 绘制物体:在绘制物体之前,需要将顶点数据、纹理坐标等信息传递给OpenGL。

开发者可以使用VAO和VBO来管理这些数据。

然后,利用着色器程序和绘制命令(如glDrawArrays 和glDrawElements)来执行绘制操作。

6. 渲染:在绘制完成后,OpenGL会对图形进行渲染。

这包括执行光栅化过程(将几何图形转换为像素)和颜色插值等操作。

最终,渲染结果将会显示在屏幕上。

7. 清理:在使用完OpenGL之后,需要进行清理操作,释放资源。

这包括删除VAO和VBO对象、卸载着色器程序、关闭OpenGL环境等。

总结起来,OpenGL的工作原理涵盖了环境初始化、状态设置、对象创建、着色器编写、物体绘制、渲染和清理等步骤。

通过合理地利用这些步骤,开发者可以实现高效的图形编程。

OpenGL使用手册.

OpenGL使用手册.

OpenGL函数使用手册(一)OpenGL函数库格式:<库前缀><根命令><可选的参数个数><可选的参数类型> 库前缀有 gl、glu、aux、glut、wgl、glx、agl 等等,1,核心函数库主要可以分为以下几类函数:(1) 绘制基本的几何图元函数。

如:glBegain().(2) 矩阵操作、几何变换和投影变换的函数。

如:矩阵入栈glPushMatrix(),还有矩阵的出栈、转载、相乘,此外还有几何变换函数glTranslate*(),投影变换函数glOrtho()和视口变换函数glViewport()等等。

(3) 颜色、光照和材质函数。

(4) 显示列表函数,主要有创建、结束、生成、删除和调用显示列表的函数glNewList()、glEndList()、glGenLists()、glDeleteLists()和glCallList()。

(5) 纹理映射函数,主要有一维和二维纹理函数,设置纹理参数、纹理环境和纹理坐标的函数glTexParameter*()、glTexEnv*()和glTetCoord*()等。

(6) 特殊效果函数。

(7) 选着和反馈函数。

(8) 曲线与曲面的绘制函数。

(9) 状态设置与查询函数。

(10) 光栅化、像素函数。

2,OpenGL实用库(The OpenGL Utility Library)(GLU)包含有43个函数,函数名的前缀名为glu.(1) 辅助纹理贴图函数。

(2) 坐标转换和投影变换函数。

(3) 多边形镶嵌工具。

(4) 二次曲面绘制工具。

(5) 非均匀有理B样条绘制工具。

(6) 错误反馈工具,获取出错信息的字符串gluErrorString() 3,OpenGL辅助库包含有31个函数,函数名前缀名为aux这部分函数提供窗口管理、输入输出处理以及绘制一些简单的三维物体。

4,OpenGL工具库(OpenGL Utility Toolkit)包含大约30多个函数,函数前缀名为glut,此函数由glut.dll来负责解释执行。

OpenGL入门学习——写给想用计算机画图的朋友

OpenGL入门学习——写给想用计算机画图的朋友

第一课说起编程作图,大概还有很多人想起TC的#include <graphics.h>吧?但是各位是否想过,那些画面绚丽的PC游戏是如何编写出来的?就靠TC那可怜的640*480分辨率、16色来做吗?显然是不行的。

本帖的目的是让大家放弃TC的老旧图形接口,让大家接触一些新事物。

OpenGL作为当前主流的图形API之一,它在一些场合具有比DirectX更优越的特性。

1、与C语言紧密结合。

OpenGL命令最初就是用C语言函数来进行描述的,对于学习过C语言的人来讲,OpenGL 是容易理解和学习的。

如果你曾经接触过TC的,你会发现,使用OpenGL作图甚至比TC 更加简单。

2、强大的可移植性。

微软的Direct3D虽然也是十分优秀的图形API,但它只用于Windows系统(现在还要加上一个XBOX游戏机)。

而OpenGL不仅用于Windows,还可以用于Unix/Linux等其它系统,它甚至在大型计算机、各种专业计算机(如:医疗用显示设备)上都有应用。

并且,OpenGL 的基本命令都做到了硬件无关,甚至是平台无关。

3、高性能的图形渲染。

OpenGL是一个工业标准,它的技术紧跟时代,现今各个显卡厂家无一不对OpenGL提供强力支持,激烈的竞争中使得OpenGL性能一直领先。

总之,OpenGL是一个很NB的图形软件接口。

至于究竟有多NB,去看看DOOM3和QUAKE4等专业游戏就知道了。

OpenGL官方网站(英文)下面我将对Windows下的OpenGL编程进行简单介绍。

学习OpenGL前的准备工作第一步,选择一个编译环境现在Windows系统的主流编译环境有Visual Studio,Broland C++ Builder,Dev-C++等,它们都是支持OpenGL的。

但这里我们选择Visual Studio 2005作为学习OpenGL的环境。

第二步,安装GLUT工具包GLUT不是OpenGL所必须的,但它会给我们的学习带来一定的方便,推荐安装。

OpenGL 设置

OpenGL 设置

OpenGL 设置单击opengl设置选项卡,您将可以对显示卡的opengl 性能进行设置。

1、性能和兼容性选项可以让您设定opengl 程序的相关性能和兼容性设置。

启用缓冲区扩展:该选项允许驱动程序使用opengl 扩展gl_ktx_buffer_region。

使双面扩展可以使用本机视频内存:当gl_ktx_buffer_region 功能被允许时,该选项允许使用本地显示内存。

使用快速线性mip映射线性过滤:使用该功能会以损失图象质量为代价提高应用程序的性能,通常情况下,这些损失并不太为人们所注意。

启用各向异性过滤:该功能允许opengl 使用各向异性过滤来提高图形质量。

启用其他深度缓冲:该功能让硬件为16 位应用使用不同的机制进行深度缓冲。

使用该功能会很大程度地提高3d 图形质量。

禁用对cpu增强指令集的支持:该功能会禁止某些cpu 的增强3d 指令功能支持。

2、用于纹理的默认颜色深度:决定opengl 应用采用哪种默认的色彩深度,可选项有:使用桌面颜色深度(默认值),始终使用16位颜色深度,始终使用32位颜色深度。

3、缓冲翻转模式:用来决定全屏幕opengl 应用采用哪种缓冲模式,可选项有:自动选择(默认),使用位块传输,使用页面翻转。

4、垂直同步:可以让您指定opengl 应用中垂直同步的处理模式,可选项有:默认设置为打开(默认值),默认设置位关闭,始终关闭。

5、全景平滑处理方法:该选项可以让您选择全景平滑处理方法,可选项有:未平滑处理,1.5×1.5,2×2【lod偏移】,2×2。

6、用于pci模式下纹理的系统内存容量:该选项可以让您决定使用多大的系统内存来进行纹理存储。

该选项仅适用于pci 显示卡或者agp 显示卡工作在pci兼容模式。

7、自定义opengl 设置:该选项可以让您按照自己的喜好或者不同的游戏定义多种opengl 设置方案,并保存和随时更改这些设置。

opengl底层原理

opengl底层原理

opengl底层原理OpenGL底层原理什么是OpenGL?•OpenGL是一种跨平台的图形编程接口,用于渲染2D和3D图形。

•它提供了一组用于操作图形硬件的函数,使开发人员可以利用计算机的图形处理单元(GPU)来实现高效的图形渲染。

OpenGL的工作原理•图形管线:OpenGL使用图形管线来处理图形数据并将其渲染到屏幕上。

•顶点着色器:顶点着色器是图形管线的第一个阶段,它负责对输入的几何图元进行处理并转换为屏幕上的像素。

•图元装配器:图元装配器负责将顶点组装成几何图元,如点、线、三角形等。

•几何着色器:几何着色器可以对输入的几何图元进行处理,并生成新的几何图元。

•光栅化器:光栅化器将几何图元转换为像素,并确定像素的片段属性,如颜色和深度值。

•片段着色器:片段着色器对光栅化产生的每个片段进行处理,并为其分配最终的颜色值。

•帧缓冲:帧缓冲是保存图像数据的内存区域,OpenGL将渲染的结果存储在帧缓冲中,并最终显示在屏幕上。

OpenGL的渲染过程1.准备图形数据–创建顶点数组对象(VAO)和顶点缓冲对象(VBO),并将顶点数据存储在VBO中。

–设置顶点着色器和片段着色器,将其编译为可执行的着色器程序。

2.进行渲染–绑定VAO和VBO,将顶点数据发送到顶点着色器。

–在顶点着色器中对顶点进行变换和处理,并将输出传递给几何着色器。

–在几何着色器中对几何图元进行处理,并将输出传递给光栅化器。

–光栅化器将几何图元转换为像素,并传递给片段着色器。

–片段着色器对每个片段进行处理,并为其分配最终的颜色。

–渲染结果存储在帧缓冲中。

3.显示结果–将帧缓冲中的渲染结果显示在屏幕上。

优化OpenGL性能的方法•使用顶点缓冲对象(VBO)来存储和传递顶点数据,减少与CPU 之间的数据传输。

•使用顶点数组对象(VAO)来管理顶点属性的状态,提高渲染的效率。

•使用着色器程序进行顶点和片段的并行处理,利用GPU的并行计算能力。

•对绘制的对象进行批处理,减少状态切换和API调用,提高渲染效率。

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In Homogeneous coordinate system
x' S x y' 0 = z' 0 w' 0 0 Sy 0 0 0 0 Sz 0 0 x 3 0 0 y . Eg, 0 0 z 1 w 0 0 2 0 0 0 0
1 2
0
0 1 3 0 1 2 = 0 2 1 1 1 1
Chapter 7 3-D Transformations & Hierarchical models
Transformations
Translation Scaling Rotation Reflection Change of coordinate systems
Hierarchical modeling
Scale 2
8
Rotation about the origin in 2-D
(x’,y’)
r θ r φ
(x,y) x=r cosφ
In Cartesian, x’ = r cos(φ+θ) = r cosφ cosθ + r sinφ sinθ = x cosθ - y sinθ y’ = r sin(φ+θ) = r sinφ cosθ + r cosφ sinθ = x sinθ + y cosθ
In homogeneous coordinates
x' cosθ y ' sin θ = z' 0 w' 0 sin θ cosθ 0 0 0 0 x 0 0 y 1 0 z 0 1 w
y
In Opengl:
glRotatef( degree, 0., 0., 1. ); z
In Opengl: glTranslatef( Tx, Ty, Tz)
Translate
5
Scaling relative to the origin The new position: x’ = Sx × x, y’ = Sy × y, z’ = Sz × z
(1, 1, 2)
(3, 2, 1)
(6, 8, 2)
In general, x’ = x + Tx, y’ = y + Ty, z’ = z + Tz In Homogeneous coordinate system
x' 1 y ' 0 = z ' 0 w' 0 0 0 Tx x 1 0 1 0 Ty y . Eg, 0 0 1 T z z ' 0 0 1 w 0 0 0 5 1 6 1 0 7 1 8 = 0 1 0 2 2 0 0 1 1 1
To rotate about an arbitrary axis
Let the axis passes through (x1, y1, z1), and (x2, y2, z2)
z
(x2, y2, z2)
(x1, y1, z1) y
Step 1 Translate (x1, y1, z1) to the origin
z c
(a, b,c)
α
v y b
Step 3 Rotate about the y-axis by β so that the axis coincides with the z-axis
β = tan 1 (a / v)
x z v y
a (a, 0,v)
β
x
18
Step 4 Rotate about the z-axis Step 5 (Reverse of Step 3) Rotate about the y-axis by β Step 6 (Reverse of Step 2) Rotate about x-axis by -α Step 7 (Reverse of Step 1) Translate from the origin to (x1, y1, z1)
1
3-D Transformation
Right-handed 3-D Cartesian coordinate system
1 2
y
(3,2,1) 3
x
The position of a vertex is represented by a 3-tupleIn homogeneous coordinates, a 3-D point is represented by
By replacing x, y, z with y, z, x, respectively in previous formulas, we have y’ = y cosθ - z sinθ z’ = y sinθ + z cosθ x’ = x
15
In homogeneous coordinates
14
Rotation about xaxis in 3D
y
z
x z x
y
Redraw the coordinate axes so that the case looks like the preceding one.
1. Draw x-axis in the conventional z-axis direction 2. Draw y-axis in the conventional x-axis direction. 3. Determine the z-axis using the right-handed rule.
Rotation about z-axis in 3-D (Same as the 2-D case)
y r θ z r φ
(x,y) x=r cosφ (x’,y’)
x
In Cartesian, x’ = x cosθ - y sinθ y’ = x sinθ + y cosθ z’ = z
11
(1, 1, 2)
7
3. Backward translation Tx = 1, Ty = 1, Tz = 2 Note that the transformations are specified in reverse order in Opengl
glTranslatef( 1., 1., 2.); glScalef( Sx, Sy, Sz); glTranslatef( -1., -1., -2.); pyramid();
x' cos θ y' 0 = z ' sin θ w' 0 0 sin θ 1 0 0 0 0 cos θ 0 x 0 y 0 z 1 w
y
In Opengl:
glRotatef( degree, 0., 1., 0. ); z x
RotateY
By replacing x, y, z with z, x, y, respectively in previous formulas, we have z’ = z cosθ - x sinθ x’ = z sinθ + x cosθ y’ = y
13
In homogeneous coordinates
x y z w
, where w ≠ 0.
x y in z w
x' The relations between y ' in Cartesian and z' homogeneous are
x’ = x/ w, y’ = x / w, z’ = z / w
Eg, the point (3, 2,1) of Cartesian corresponds to (3, 2, 1, 1) and (6, 4, 2, 2) of homogeneous. The point (1, 2, 3, 0.5) in homogeneous corresponds to (2, 4, 6) in Cartesian.
In Homogeneous coordinate system
x' cosθ y ' = sin θ w' 0 sin θ cosθ 0 0 x .707 .707 0 5 2.8 0 y . Eg, .707 .707 0 1 = 4.2 0 1 w 0 1 1 1 10
In Opengl: glScalef( Sx, Sy, Sz)
Scale
6
Scaling relative to a fixed point, eg, (1, 1, 2) 1. Transform the point to origin Tx = -1, Ty = -1, Tz = -2 2. Conduct the scaling
9
Eg, to rotate 45o
(2.8,4.2) (1,3) (x,y) (-1.4,2.8) (x’, y’) (5,1) (1,1) (0,1.4)
sin 45o = cos 45o = 0.7071 x’ = x cosθ - y sinθ = 0.7071 (x - y) y’ = x sinθ + y cosθ = 0.7071 (x + y)
0 x ' 1 y ' 0 cosθ = z ' 0 sin θ 0 w' 0 0 sin θ cosθ 0 0 x 0 y 0 z 1 w
y
In Opengl:
x glRotatef( degree, 1., 0., 0. ); z
RotateX
16
19
//Rotate deg degree along the axis that passes through // (x1, y1, z1) and (x2, y2, z2)
double double double double a = x2 - x1, b = y2 - y1, c = z2 - z1; v = sqrt(b * b + c * c); alpha = atan( b/c)*180./3.1416; beta = -atan(a/v)*180./3.1416; //Step 1 //Step 2 //Step 3 //Step 4 //Step 5 //Step 6
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