基于OpenGL的管线三维模型的可视化
基于OpenGL的三维图形绘制实验
基于OpenGL的三维图形绘制实验基于OpenGL的三维图形绘制实验⽬录实验题⽬：交互图形程序设计基础实验 (3)1．实验⽬的 (3)2．实验内容 (3)2.1 实验内容 (3)2.2 实验任务 (3)3．实验过程 (4)3.1 预处理 (4)3.3 主要函数说明 (5)3.4 过程描述 (6)3.5 运⾏截图 (7)4．实验结果 (7)5．实验体会 (7)实验题⽬：交互图形程序设计基础实验1．实验⽬的1）理解并掌握三维基本图形数据结构表⽰⽅法。
2）掌握编写OpenGL图形程序的基本⽅法.3）掌握OpenGL基本图形表⽰及绘制。
2．实验内容2.1 实验内容基于OpenGL的三维图形绘制实验⽬的是掌握图形信息的表⽰、数据的组织，在此基础上基于OpenGL绘制出三维图形。
实验内容包括OpenGL编程环境搭建、OpenGL程序结构、基本数据类型、核⼼函数等的使⽤；基本图形的绘制（点、线段、折线、闭合折线、多边形、三⾓形、三⾓扇、三⾓条带、四边形、四边形条带等）及图形属性控制（线宽、颜⾊、线型、填充样式等）；对指定的若⼲三维模型进⾏建模、绘制，在⼀个程序框架下实现，提交1次程序，1份实验报告。
2.2 实验任务1、使⽤Visual C++建⽴⼀个单⽂档（SDI）程序，完成OpenGL绘制框架程序的设计。
在此基础上参照提供的资料，定义绘制函数，基于⾃定义的若⼲点坐标与颜⾊，分别绘制绘制点、线段、不闭合折线、闭合折线、多边形、三⾓形、四边形、三⾓扇、三⾓条带、四边形条带。
2、使⽤1中建⽴的程序框架，完成如下任务：（1）绘制正棱柱（底⾯多变形的边数及⾼度可以通过对话框输⼊）（2）正棱锥（底⾯多变形的边数及⾼度可以通过对话框输⼊）（3）正棱台（底⾯多变形的边数、台⾼、锥⾼可以通过对话框输⼊）注意模型坐标系的选择和顶点坐标的计算，每个图形的绘制单独写成函数。
加⼊菜单绘制三、四、五、六边的情况，其他边数情况从弹出对话框中输⼊参数，然后绘制。
计算机科技与应用专业毕业论文--基于Opengl的3D游戏设计
摘要随着时代进步，从简单的色块堆砌而成的画面到数百万多边形组成的精细人物，游戏正展示给我们越来越真实且广阔的世界。
对于近几年游戏的发展来说，老式2D游戏的画面、游戏性、互动性已经无法满足各类玩家的需要，而3D游戏无论是在游戏画面的真实程度、操作的流畅程度、以及故事背景方面的优越性都非常突出。
在这种发展趋势下，2D游戏所占领的市场将会变得微乎其微，3D游戏的开发将会成为整个游戏制作领域的一种趋势。
针对于3D游戏开发，OpenGL作为一个3D的应用程序编程接口（API）来说，是非常合适的。
OpengGL作为与硬件无关的软件接口，只要操作系统使用了OpengGL适配器就可以打到相同的效果。
它又是一个开放图形库，在跨平台领域上非常便利。
并且它具有优良的移植性，是广大3D游戏开发者的首选。
本论文为利用OpengGL进行3D射击游戏的设计与开发，采用碰撞检测、粒子系统、MD2模型绘制、3D声效等技术，最终实现一个射击游戏。
关键词：游戏, 基于OpengGL,三维, 射击游戏Abstract: Along with the progress of the times,fine characters from simple color swatch built the picture to the millions of polygons, the game is to show us more and more real and the wide world.For the development of the game in recent years, the old 2D games' screen ,games andinteractive have been unable to meet all kinds of game player needs, while 3D regardless of the game on the game screen reality, smooth operation, and the background of the story of the superiority is very prominent.In this trend, 2D game occupied market will become very little, the development of 3D games will become the game made a trend in the field.For 3D game development, OpenGL as the application programming interface of a 3D (API), is a very suitable. OpengGL as the interface of the software and hardware independence, as long as the operating system uses the OpengGL adapter can reach the same effect. It is also an open graphics library, cross-platform in areas very convenient. And it has good transplantation, is the 3D game developer's choice.In this paper, the design and development of 3D shooting game is to use OpengGL, the collision detection, particle system, MD2 model, 3D sound rendering technology, the ultimate realization of a shooting game.Keywords game, OpengGL, 3D, shooting game目录1 引言 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 毕业设计的任务 (1)1.3 国内外现状的研究 (2)1.4 开发技术与开发平台 (3)1.4.1 开发技术 (3)1.4.2 开发平台 (3)2 OpenGL简介与3D图形学相关 (5)2.1 OpenGL简介 (5)2.1.1 OpenGl特点 (5)2.1.2 OpenGL功能 (6)2.1.3 OpenGL渲染 (7)2.2 3D图形学相关 (8)2.2.1 向量与矩阵 (8)2.2.2 变换 (8)2.2.3 投影 (8)2.2.4 3D裁剪 (9)3 游戏设计 (11)3.1 游戏的组成 (11)3.2 游戏的结构 (11)3.3 本游戏设计 (12)4 关键技术 (15)4.1 摄像机漫游 (15)4.2 碰撞检测 (16)4.3 粒子爆炸 (19)4.4 云雾效果 (20)4.5 简易AI (21)4.6 3D模型 (23)4.7 3D音效 (26)4.8 游戏场景随机地形 (28)5 运行游戏 (30)结论 (36)参考文献 (37)致谢 .................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于OpenGL的STL文件三维模型真实感图形可视化研究
范 、对三维实 体描述的解 释唯一 ，目前已成为 Ｃ Ｄ Ａ ／ Ｃ ＡＭ／ Ａ Ｃ Ｅ系统 接 口的工业 标 准之 一 。因而 Ｓ Ｌ文 Ｔ 件 在 三 维 Ｃ Ｄ 设计 、逆 向工 程 、有限 元 分 析 、医 Ａ 学成像 系统 、文物保护 等方 面有广泛 的应用 ｕ 。 Ｏ ｅ Ｇ （ ｅ ａｈｃＬｂａｙ 是 一 个 三 维 真 ｐ ｎ Ｌ Ｏｐ ｎＧｒｐ ｉ ｉｒｒ ） 实 感 图形 模 型 库 ，被 广 泛 地 运 用 于 科 学 计 算 可 视
作者简介：耿铁 （９ ８ １ ６ 一），男，副教授 ， 主要从事塑料及玻璃成 型过程数值模拟及工艺优化的工作 。
第３ 卷 ３ 第８ 期 ２ １－ （ ） ［２】 ０ １ ８ 下 １ １
Ｉ
头 ，第 二行 为 ｏ ｔｒ ｏ ｐ关 键 字 ，随 后 的 第 ３ 、 ｕｅ ｏ ｌ 、４
５行数 据 分别 是三 角形 面 片的个 顶 点坐 标 ，分 别 以
为 可视化 研 究对 象 。
ＣＶｅ ｔｒ Ｄ ｏ ａ ｃｏ ３ ｎ ｒ ； ｍ ｐ ｂｌ ｕ ｉ ｃ：
Ｃ ｒ ｎ ｌＣ ａｓ ； Ｔｉ ｇｅ ｌｓ０ ａ
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openGL三维网格坐标,旋转,缩放,灯光设置,纹理读取,模型读取(MFC单文档)
openGL三维网格坐标，旋转，缩放，灯光设置，纹理读取，模型读取（MFC单文档）在我的MFC单文档项目中enableview.h和enableview.cpp负责上面的窗口建立，myopenglview.h和myopenglView.cpp主要是功能的实现1.三维网格建立：void GLGrid(float pt1x, float pt1y, float pt1z, float pt2x, float pt2y, float pt2z, int num){const float _xLen = (pt2x - pt1x) / num;const float _yLen = (pt2y - pt1y) / num;const float _zLen = (pt2z - pt1z) / num; glLineWidth(2.f);glLineStipple(1, 0x0303);//线条样式glBegin(GL_LINES);glEnable(GL_LINE_SMOOTH);int xi = 0;int yi = 0;int zi = 0;//绘制平行于X的直线for (zi = 0; zi <= num; zi++){float z = _zLen * zi + pt1z;for (yi = 0; yi <= num; yi++){float y = _yLen * yi + pt1y;glVertex3f(pt1x, y, z);glVertex3f(pt2x, y, z);}}//绘制平行于Y的直线for (zi = 0; zi <= num; zi++){float z = _zLen * zi + pt1z;for (xi = 0; xi <= num; xi++){float x = _xLen * xi + pt1x;glVertex3f(x, pt1y, z);glVertex3f(x, pt2y, z);}}//绘制平行于Z的直线for (yi = 0; yi <= num; yi++){float y = _yLen * yi + pt1y;for (xi = 0; xi <= num; xi++){float x = _xLen * xi + pt1x;glVertex3f(x, y, pt1z);glVertex3f(x, y, pt2z);}}glEnd();}void CmyopenglView::ordination() {glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);glEnable(GL_BLEND);glEnable(GL_POINT_SMOOTH); //设置反走样glHint(GL_POINT_SMOOTH_HINT, GL_NICEST); //设置反走样glEnable(GL_LINE_SMOOTH);glHint(GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);glEnable(GL_POL YGON_SMOOTH);glHint(GL_POL YGON_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);glRotatef(-45, 0.0, 1.0, 0.0);//网格glPushMatrix();glColor3f(0.9f, 0.9f, 0.9f);glTranslatef(-4, -4, -4);GLGrid(0,0,0,8,0,8,20);glPopMatrix();glPushMatrix();glTranslated(-4,4, -4);glRotatef(90, 1.0, 0.0, 0.0);glColor3f(0.9f, 0.9f, 0.0f);GLGrid(0, 0, 0, 8, 0, 8, 20);glPopMatrix();glPushMatrix();glTranslatef(-4, -4, -4);glRotatef(90, 0.0, 0.0, 1.0);glColor3f(0.0f, 0.9f, 0.0f);GLGrid(0, 0, 0, 8, 0, 8, 20);glPopMatrix();glDisable(GL_BLEND);glDisable(GL_LINE_SMOOTH);glDisable(GL_POINT_SMOOTH);glDisable(GL_POL YGON_SMOOTH);}我们在ordination（）函数中增加绘制x,y,z坐标的代码void CmyopenglView::ordination() {glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);glEnable(GL_BLEND);glEnable(GL_POINT_SMOOTH); //设置反走样glHint(GL_POINT_SMOOTH_HINT, GL_NICEST); //设置反走样glEnable(GL_LINE_SMOOTH);glHint(GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);glEnable(GL_POL YGON_SMOOTH);glHint(GL_POL YGON_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);glRotatef(-45, 0.0, 1.0, 0.0);//网格glPushMatrix();glColor3f(0.9f, 0.9f, 0.9f);glTranslatef(-4, -4, -4);GLGrid(0,0,0,8,0,8,20);glPopMatrix();glPushMatrix();glTranslated(-4,4, -4);glRotatef(90, 1.0, 0.0, 0.0);glColor3f(0.9f, 0.9f, 0.0f);GLGrid(0, 0, 0, 8, 0, 8, 20);glPopMatrix();glPushMatrix();glTranslatef(-4, -4, -4);glRotatef(90, 0.0, 0.0, 1.0);glColor3f(0.0f, 0.9f, 0.0f);GLGrid(0, 0, 0, 8, 0, 8, 20);glPopMatrix();//x//glTranslatef(-2, -2, -2);glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);glBegin(GL_LINES);glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);glVertex3f(3.5, 0.0f, 0.0f);glEnd();glPushMatrix();glTranslatef(3.5, 0.0f, 0.0f);glRotatef(90.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);glutWireCone(0.027, 0.09, 10, 10);glPopMatrix();//yglColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);glBegin(GL_LINES);glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);glVertex3f(0.0, 3.5, 0.0f);glEnd();glPushMatrix();glTranslatef(0.0, 3.5, 0.0f);glRotatef(90.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f);glutWireCone(0.027, 0.09, 10, 10);glPopMatrix();//zglColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);glBegin(GL_LINES);glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);glVertex3f(0.0, 0.0f, 3.5);glEnd();glPushMatrix();glTranslatef(0.0, 0.0f, 3.5);glRotatef(90.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);glutWireCone(0.027, 0.09, 10, 10);glPopMatrix();glDisable(GL_BLEND);glDisable(GL_LINE_SMOOTH);glDisable(GL_POINT_SMOOTH);glDisable(GL_POL YGON_SMOOTH); }、2.基本三维图形创建点模型/线模型/面模型glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);if (model == 1){if (type == 1)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);if (type == 2)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);if (type == 3)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT);auxSolidCube(4);}if (model == 2){if (type == 1)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);if (type == 2)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);if(type == 3)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT);auxSolidSphere(3.0);}if (model == 3){glPushMatrix();glRotatef(90, -1.0, 0.0, 0.0);if (type == 1)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);if (type == 2)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);if (type == 3)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT);glutSolidCone(3, 3, 100, 100);glPopMatrix();}if (model == 4){if (type == 1)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);if (type == 2)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);if (type == 3)glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT);glutSolidTeapot(2.5);}3.鼠标相应旋转缩放BOOL enableview::OnMouseWheel(UINT nFlags, short zDelta, CPoint pt){// TODO: 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值double a = zDelta / 120;if ((scale + a * 0.1) < 10)scale += a * 0.1;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);return CView::OnMouseWheel(nFlags, zDelta, pt);}void enableview::OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point){// TODO: 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值if (nFlags & MK_LBUTTON == TRUE) {//MessageBox("mouse move function triggered!", "attentino", MB_OK);du += point.x - oldmx; //鼠标在窗口x轴方向上的增量加到视点绕y轴的角度上，这样就左右转了h += 0.03f*(point.y - oldmy); //鼠标在窗口y轴方向上的改变加到视点的y坐标上，就上下转了if (h>15.0f) h = 15.0f; //视点y坐标作一些限制，不会使视点太奇怪else if (h<-5.0f) h = -5.0f;oldmx = point.x, oldmy = point.y; //把此时的鼠标坐标作为旧值，为下一次计算增量做准备/*CString debug;debug.Format(_T("h,du= %0.3f %3d\n"), h, du);OutputDebugString(debug);*///OnPaint();this->OnDraw(this->GetDC()); //重绘界面}else if (nFlags & MK_RBUTTON == TRUE){oldmx += point.x - oldmx;oldmy += point.y - oldmy;glTranslatef(oldmx, oldmy, -0.1f);this->OnDraw(this->GetDC());oldmx = point.x, oldmy = point.y;}else {oldmx = point.x, oldmy = point.y;//OutputDebugString(_T("mouse up\n"));}//CView::OnMouseMove(nFlags, point);}4.键盘相应旋转缩放BOOL CmyopenglView::PreTranslateMessage(MSG* pMsg){if (pMsg->message == WM_KEYDOWN) // If a keydown message{if (pMsg->wParam == _T('W')){this->rotate_x += 6.0;if (this->rotate_x > 360)this->rotate_x = -360;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}if (pMsg->wParam == _T('X')){this->rotate_x += 6.0;if (this->rotate_x < -360)this->rotate_x = 360;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}if (pMsg->wParam == _T('A')){this->rotate_y -= 6.0;if (this->rotate_y < -360)this->rotate_y = 360;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}if (pMsg->wParam == _T('D')){this->rotate_y += 6.0;if (this->rotate_y > 360)this->rotate_y = -360;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}if (pMsg->wParam == _T('Z')){this->rotate_z -= 6.0;if (this->rotate_z < -360)this->rotate_z = 360;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}if (pMsg->wParam == _T('E')){this->rotate_z += 6.0;if (this->rotate_z > 360)this->rotate_z = -360;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}if (pMsg->wParam == _T('Q')){if ((scale + 2) < 10)scale += 2;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}if (pMsg->wParam == _T('R')){scale -= 2;this->InvalidateRect(NULL, FALSE);}}return CView::PreTranslateMessage(pMsg);}5.灯光设置：单方位灯光/多方位光/多种类型光效果// 设置材质颜色GLfloat mat_ambient[] = { 0.6f, 0.6f, 0.6f, 1.0f }; // 蓝色的材质环境光GLfloat mat_diffuse[] = { 0.6f, 0.6f, 0.9f, 1.0f }; // 蓝色的材质漫反射光GLfloat mat_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f }; // 全白色的材质镜面反射光GLfloat mat_emission[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f }; // 淡白色的材质辐射光GLfloat no_mat[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 无光(黑色光),用于关闭某种属性光时应用GLfloat no_shininess[] = { 0.0f }; // 无镜面反射GLfloat low_shininess[] = { 5.0f }; // 低镜面反射指数GLfloat high_shininess[] = { 70.0f }; // 高镜面反射指数void CmyopenglView::InitalLigt(){GLfloat light_position1[4] = { -52, -16, -50, 0 };GLfloat light_position2[4] = { -26, -48, -50, 0 };GLfloat light_position3[4] = { 16, -52, -50, 0 };GLfloat direction1[3] = { 52, 16, 50 };GLfloat direction2[3] = { 26, 48, 50 };GLfloat direction3[3] = { -16, 52, 50 };GLfloat light_position4[4] = { 52, 16, 50, 0 };GLfloat light_position5[4] = { 26, 48, 50, 0 };GLfloat light_position6[4] = { -16, 52, 50, 0 };GLfloat direction4[3] = { -52, -16, -50 };GLfloat direction5[3] = { -26, -48, -50 };GLfloat direction6[3] = { 16, -52, -50 };GLfloat color1[4], color2[4], color3[4], color4[4], color5[4], color6[4];glClearColor(1, 1, 1, 0);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glDepthFunc(GL_LESS);if (color_type == 0) { //彩色灯光color1[0] = 1; color1[1] = 0; color1[2] = 0; color1[3] = 1;color2[0] = 0.5; color2[1] = 1; color2[2] = 0; color2[3] = 1;color3[0] = 0; color3[1] = 0; color3[2] = 1; color3[3] = 1;color4[0] = 1; color4[1] = 0; color4[2] = 0; color4[3] = 1;color5[0] = 0.5; color5[1] = 1; color5[2] = 0; color5[3] = 1;color6[0] = 0; color6[1] = 0; color6[2] = 1; color6[3] = 1;GLfloat ambient[4] = { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f };GLfloat material_color[4] = { 1, 1, 1, 0.5f };GLfloat material_specular[4] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };GLfloat material_ambient[4] = { 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 };glLightfv(GL_LIGHT3, GL_POSITION, light_position4);glLightfv(GL_LIGHT3, GL_SPOT_DIRECTION, direction4);glLightfv(GL_LIGHT3, GL_DIFFUSE, color4);glLightfv(GL_LIGHT3, GL_SPECULAR, color4);glLightfv(GL_LIGHT4, GL_POSITION, light_position5);glLightfv(GL_LIGHT4, GL_SPOT_DIRECTION, direction5);glLightfv(GL_LIGHT4, GL_DIFFUSE, color5);glLightfv(GL_LIGHT4, GL_SPECULAR, color5);glLightfv(GL_LIGHT5, GL_POSITION, light_position6);glLightfv(GL_LIGHT5, GL_SPOT_DIRECTION, direction6);glLightfv(GL_LIGHT5, GL_DIFFUSE, color6);glLightfv(GL_LIGHT5, GL_SPECULAR, color6);glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambient);glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, material_specular);glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, material_color);glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT, material_ambient);glMaterialf(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, 128);glDisable(GL_LIGHT0);glDisable(GL_LIGHTING);glEnable(GL_LIGHTING);glEnable(GL_LIGHT3);glEnable(GL_LIGHT4);glEnable(GL_LIGHT5);glDisable(GL_COLOR_MATERIAL);return;}if (color_type == 1){//白色灯光glDisable(GL_LIGHT3);glDisable(GL_LIGHT4);glDisable(GL_LIGHT5);glDisable(GL_LIGHTING);GLfloat m_LightPostion[4] = { 0.0f, 10.0f, 10.0f, 1.0f };GLfloat ambientLight[] = { 0.25f, 0.25f, 0.25f, 1.0f };GLfloat diffuseLight[] = { 0.5, 0.5f, 0.5f, 1.0f };GLfloat specularLight[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f };glEnable(GL_LIGHTING);glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuseLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specularLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, m_LightPostion);glEnable(GL_LIGHT0);glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);glColorMaterial(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);}else {glDisable(GL_LIGHT3);glDisable(GL_LIGHT4);glDisable(GL_LIGHT5);glDisable(GL_LIGHTING);glDisable(GL_COLOR_MATERIAL);glColorMaterial(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);//glDisable(GL_LIGHTING);GLfloat no_ambientLight[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 用于关掉默认的全局环境光// 设置光源的颜色GLfloat ambientLight[] = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f }; // 白色环境光GLfloat diffuseLight[] = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f }; // 白色漫射光GLfloat specularLight[] = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f }; // 白色镜面反射光GLfloat m_LightPostion[] = { 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f }; // 光源起始位置// 1.仅漫射光if (color_type == 12) {glEnable(GL_LIGHTING);//glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, no_ambientLight); // 关掉默认的全局环境光glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuseLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specularLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, m_LightPostion);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, no_mat); // 关闭材质的环境反射光颜色glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); // 设置mat_diffuse的材质漫反射光glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, no_mat); //关闭材质的镜面反射光颜色glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, no_shininess); // 设置材质的镜面反射指数为0glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, no_mat); // 关闭材质的辐射光glEnable(GL_LIGHT0);}// 2.仅镜面光if (color_type == 13) {glEnable(GL_LIGHTING);//glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, no_ambientLight); // 关掉默认的全局环境光glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuseLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specularLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, m_LightPostion);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, no_mat);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, no_mat);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, low_shininess);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, no_mat);glEnable(GL_LIGHT0);}// 3.漫射光与低镜面光if (color_type == 16) {glEnable(GL_LIGHTING);glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, no_ambientLight); // 关掉默认的全局环境光glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuseLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specularLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, m_LightPostion);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, no_mat);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, mat_diffuse);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, low_shininess);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, no_mat);glEnable(GL_LIGHT0);}// 4.辐射光与低镜面光if (color_type == 18) {glEnable(GL_LIGHTING);glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, no_ambientLight); // 关掉默认的全局环境光glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambientLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuseLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specularLight);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, m_LightPostion);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, no_mat);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, no_mat);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, low_shininess);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, mat_emission);glEnable(GL_LIGHT0);}}}6.纹理载入映射BOOL CmyopenglView::LoadImageResources() {FILE *File = NULL;AUX_RGBImageRec* textrue_Resource[6];if (model == 5 && type == 51)resource_path[0] = "shuijing.bmp";if(model == 5 && type == 52 )resource_path[0] = "earth.bmp";if (model == 5 && type == 53)resource_path[0] = "painting1.bmp";if (model == 5 && type == 54)resource_path[0] = "5.bmp";/*resource_path[1] = "image/2.bmp";resource_path[2] = "image/3.bmp";resource_path[3] = "image/4.bmp";resource_path[4] = "image/5.bmp";resource_path[5] = "image/6.bmp";*///装载图像文件资源for (int i = 0; i < 6; i++)//如果只需要一张贴图其实resource_path数组只需要一个元素就可以了{File = fopen(resource_path[0], "r");if (!File){//MessageBox(NULL, "加载图像资源文件失败!", "Fail", MB_OK);return FALSE;}fclose(File);CString str = CString(resource_path[0]);USES_CONVERSION;LPCWSTR wszClassName = A2CW(W2A(str));textrue_Resource[i] = auxDIBImageLoad(wszClassName);File = NULL;}//生成纹理glGenTextures(6, texture);for (int i = 0; i < 6; i++){glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[i]);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);//Use the mipmap textureglTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST);gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, GL_RGB, \textrue_Resource[i]->sizeX, textrue_Resource[i]->sizeY, \GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, textrue_Resource[i]->data);//删除堆上的临时图像delete textrue_Resource[i]->data;delete textrue_Resource[i];}return TRUE;}void CmyopenglView::Draw_textrue() {GLUquadricObj* qobj;glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_FLAT);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);InitalLigt(); ///初始化光照信息glEnable(GL_TEXTURE_2D);glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL);glPushMatrix();glTranslatef(0.0f, 0.0f, scale); //滚轮缩放gluLookAt(r*cos(c*du), h, r*sin(c*du), 0, 0, 0, 0, 1, 0); //从视点看远点,y轴方向(0,1,0)是上方向，鼠标拖动glRotatef(this->rotate_x, 1.0, 0.0, 0.0);glRotatef(this->rotate_y, 0.0, 1.0, 0.0);glRotatef(this->rotate_z, 0.0, 0.0, 1.0);if (iao)ordination();glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);qobj = gluNewQuadric();//画球体glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]);glEnable(GL_TEXTURE_2D);gluQuadricTexture(qobj, GL_TRUE);//纹理函数if (type == 51){glBegin(GL_QUADS);// Front FaceglTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, -3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(3.0f, -3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, 3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-3.0f, 3.0f, 3.0f);// Back FaceglTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, -3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, 3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, 3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, -3.0f, -3.0f);// Top FaceglTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, 3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, 3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, 3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, 3.0f, -3.0f);// Bottom FaceglTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, -3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(3.0f, -3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, -3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-3.0f, -3.0f, 3.0f);// Right faceglTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(3.0f, -3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(3.0f, 3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, 3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(3.0f, -3.0f, 3.0f);// Left FaceglTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, -3.0f, -3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-3.0f, -3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-3.0f, 3.0f, 3.0f);glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-3.0f, 3.0f, -3.0f);glEnd();}if( type == 52 )gluSphere(qobj, 4, 60, 60);//二次曲面qobjif( type == 53 )gluCylinder(qobj, 3.5, 3.5, 6, 26, 23);if( type == 54 )gluCylinder(qobj, 3.5, 0.0, 6, 26, 23);glPopMatrix();glDisable(GL_TEXTURE_2D);}6.读取obj模型我只是简单的读取vt,vn,f等基本参数void CmyopenglView::ReadObj(char* Filename) {VN.clear();V.clear();VT.clear();F.clear();FQ.clear();ifstream in(Filename);string aline; //逐行读入string erase;while (getline(in, aline)){if (aline[0] == 'v'){if (aline[1] == 'n') //vn{istringstream sin(aline);V ertex v;sin >> erase >> v.x >> v.y >> v.z;VN.push_back(v);}else if (aline[1] == 't')//vt{istringstream sin(aline);Texture v;sin >> erase >> v.s >> v.t;VT.push_back(v);}else //v{istringstream sin(aline);V ertex v;sin >> erase >> v.x >> v.y >> v.z;V.push_back(v);}}else if (aline[0] == 'f'){istringstream sin(aline);sin >> erase;vector<string> strvector;string temp;while (sin >> temp) {strvector.push_back(temp);}if (strvector.size() == 3) {//三角面片Face fff;for (int count = 0; count < 3; count++) {string kkk = strvector[count];int i = 0;int num = 0;//顶点索引for (; i < kkk.size() && kkk[i] != '/'; i++)num = num * 10 + kkk[i] - '0';fff.v[count] = num;i++;num = 0;//vtnum = 0;for (; i < kkk.size() && kkk[i] != '/'; i++)num = num * 10 + kkk[i] - '0';fff.vt[0] = num;i++;num = 0;//法向量索引for (; i < kkk.size() && kkk[i] != '/'; i++)num = num * 10 + kkk[i] - '0';fff.vn[count] = num;}F.push_back(fff);}else if (strvector.size() == 4){FaceQ fff;for (int count = 0; count < strvector.size(); count++) { string kkk = strvector[count];int i = 0;int num = 0;//顶点索引for (; i < kkk.size() && kkk[i] != '/'; i++)num = num * 10 + kkk[i] - '0';fff.v[count] = num;i++;num = 0;//vtnum = 0;for (; i < kkk.size() && kkk[i] != '/'; i++)num = num * 10 + kkk[i] - '0';fff.vt[0] = num;i++;num = 0;//法向量索引for (; i < kkk.size() && kkk[i] != '/'; i++)num = num * 10 + kkk[i] - '0';fff.vn[count] = num;}FQ.push_back(fff);}}}}绘制obj模型：void CmyopenglView::OnReadobj(){model = 6;wchar_t filters[] =L"3D模型文件(*.obj)\|*.obj|所有文件(*.*)|*.*||";CFileDialog fileDlg(TRUE, NULL, NULL,OFN_HIDEREADONL Y, filters);if (fileDlg.DoModal() == IDOK){CString strBuf = fileDlg.GetPathName();USES_CONVERSION;char *Filename = T2A(strBuf.GetBuffer(0));ReadObj(Filename);}stringstream ss;ss <<"OK!";string str;ss >> str;CString s;s = str.c_str();MessageBox(s);float min_x, min_y, min_z, max_x, max_y, max_z;min_x = min_y = min_z = 10000000;max_x = max_y = max_z = -1000000;for (int i = 0; i < V.size(); i++){min_x = min(min_x, V[i].x);min_y = min(min_y, V[i].y);min_z = min(min_z, V[i].z);max_x = max(max_x, V[i].x);max_y = max(max_y, V[i].y);max_z = max(max_z, V[i].z);}worldx = (min_x + max_x) / 2;worldy = (min_y + max_y) / 2;worldz = (min_z + max_z) / 2;type = 1;Invalidate();CDC* ppDC = GetWindowDC();OnDrawGL(ppDC);// TODO: 在此添加命令处理程序代码}void CmyopenglView::Draw_obj(){if (type == 1) {if (!VN.empty()) {for (int i = 0; i < F.size(); i++) {glBegin(GL_LINE_LOOP);for (int j = 0; j < 3; j++) {glV ertex3f(V[F[i].v[j] - 1].x, V[F[i].v[j] - 1].y, V[F[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}for (int i = 0; i < FQ.size(); i++) {glBegin(GL_LINE_LOOP);for (int j = 0; j < 4; j++) {glV ertex3f(V[FQ[i].v[j] - 1].x, V[FQ[i].v[j] - 1].y, V[FQ[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}}else {for (int i = 0; i < F.size(); i++) {glBegin(GL_LINE_LOOP);for (int j = 0; j < 3; j++) {glV ertex3f(V[F[i].v[j] - 1].x, V[F[i].v[j] - 1].y, V[F[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}for (int i = 0; i < FQ.size(); i++) {glBegin(GL_LINE_LOOP);for (int j = 0; j < 4; j++) {glV ertex3f(V[FQ[i].v[j] - 1].x, V[FQ[i].v[j] - 1].y, V[FQ[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}}}else if (type == 3) {glBegin(GL_POINTS);for (int i = 0; i < V.size(); i++)glV ertex3f(V[i].x, V[i].y, V[i].z);glEnd();}else{if (!VN.empty()) {for (int i = 0; i < F.size(); i++) {glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);glBegin(GL_TRIANGLES);for (int j = 0; j < 3; j++) {glNormal3f(VN[F[i].vn[j] - 1].x, VN[F[i].vn[j] - 1].y, VN[F[i].vn[j] - 1].z);glV ertex3f(V[F[i].v[j] - 1].x, V[F[i].v[j] - 1].y, V[F[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}for (int i = 0; i < FQ.size(); i++) {glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);glBegin(GL_QUADS);for (int j = 0; j < 4; j++) {glNormal3f(VN[FQ[i].vn[j] - 1].x, VN[FQ[i].vn[j] - 1].y, VN[FQ[i].vn[j] - 1].z);glV ertex3f(V[FQ[i].v[j] - 1].x, V[FQ[i].v[j] - 1].y, V[FQ[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}}else{for (int i = 0; i < F.size(); i++) {glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);glBegin(GL_TRIANGLES);for (int j = 0; j < 3; j++) {glV ertex3f(V[F[i].v[j] - 1].x, V[F[i].v[j] - 1].y, V[F[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}for (int i = 0; i < FQ.size(); i++) {glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);glBegin(GL_QUADS);for (int j = 0; j < 4; j++) {glV ertex3f(V[FQ[i].v[j] - 1].x, V[FQ[i].v[j] - 1].y, V[FQ[i].v[j] - 1].z);}glEnd();}}}}。
三维可视化设计
详细描述
建筑师可以使用三维设计软件创建三维 模型，直观地展示建筑外观、内部布局 和细节设计。
实践二：产品展示的三维可视化
详细描述
通过三维模型，展示产品的外观 和细节设计，突出产品特色和优 势。
可视化产品的内部结构和功能原 理，帮助消费者更好地理解产品 特点和使用方式。
3D建模技术
几何建模
使用点、线、面等几何元改变模型形状，如 3ds Max的Editable Poly。
程序化建模
通过算法和编程语言生成模型，如 用Python调用Blender API。
光照与材质
光照模型
理解光源类型（如点光源、方向 光源、聚光灯）和光照属性（如 颜色、强度、衰减）。
城市规划
通过三维可视化技术展示城市规划方案，使规划师和决策者更直观地了解城市 空间布局和景观设计。
产品设计与展示
产品原型
利用三维可视化技术制作产品原型，方便设计师进行修改和 优化。
产品展示
通过三维可视化技术展示产品外观、结构和功能，提高产品 展示效果和用户体验。
影视与游戏制作
特效制作
在影视制作中，三维可视化技术用于制作特效和场景，增强视觉效果。
VS
发展
随着计算机硬件和软件技术的不断进步， 三维可视化设计的技术和应用也在不断发 展。目前，三维可视化设计已经广泛应用 于建筑、游戏开发、电影制作、工业设计 、教育等领域。未来，随着虚拟现实、增 强现实等技术的普及和应用，三维可视化 设计将会在更多的领域得到应用和发展。
02
CATALOGUE
三维可视化设计的技术基础
增强现实
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。
管线三维建模及可视化分析
管线三维建模及可视化分析发表时间：2018-04-19T17:08:05.330Z 来源：《大众科学》2017年10期作者：柳红艳[导读] 摘要：管线作为城市的基础设施，一个完善的管线信息系统不仅可以清楚的展现出城市的管线分布情况还有利于管线的管理和维护，但传统的管线建模已不适用于现如今海量的管线信息，为了满足管线的信息需求，建立完善有效的城市管线信息系统，本文将对管线的三维建模与可视化进行简要的分析。
摘要：管线作为城市的基础设施，一个完善的管线信息系统不仅可以清楚的展现出城市的管线分布情况还有利于管线的管理和维护，但传统的管线建模已不适用于现如今海量的管线信息，为了满足管线的信息需求，建立完善有效的城市管线信息系统，本文将对管线的三维建模与可视化进行简要的分析。
关键词：管线 ; 三维建模 ; 三维可视化现如今随着管线数量的剧增，传统的二维管线管理模式已不能够对满足管线的管理需求，为了更好的管理管线，管线的管理模式已从传统的二维模式提升到三维模式，三维模式对于大量的管线不仅能够准确有效的描述对于管线的空间关系也能够直观的体现出来，为了现如今数字城市的可持续发展，对于管线实施三维建模与可视化是必然的，本文就地下管线的三维建模与可视化进行浅析。
一、管线的三维建模管线的三维建模主要分为弯曲管线建模、三连通管线建模和管件三维建模三部分，不管是哪种建模都需要获取断面的数据信息，再选取数据信息利用断面三角剖分拟合与体面三角剖分拟合建立三维模型，接下来我将对弯曲管线、三连通管线和管件的建模一一进行分析。
1.1. 弯曲管线的建模弯曲管线模型由起点、终点两点的断面以及中间断面组成，建立弯曲管线模型时首先是三维中心线插值的确定，为了让弯曲管线模型在拐点处更为平滑，所以依据管线断面的数据信息和中心线的数据信息进行三维建模时，对于中心线的数据要进行插值拟合处理，用圆弧来替代中心线的拐点，达到预期的效果。
其次获取断面的数据信息，利用体面三角剖分拟合的方法构建弯曲管线的三维模型，建立弯曲管线模型所需要的断面数据信息是断面上一系列连续的离散点聚合而成，体面三角剖分拟合技术是针对两个相邻的断面来说的，彼此相邻的两个断面圆上的离散点都是一一对应的，在两个相邻的断面圆上取有限个相对应的离散点构成一个类似直管线的三维模型，在相邻的两个断面上分别取两个对应的离散点，顺时针方向或者逆时针方向将其顺次连接，就可以在轴线上构造一个空间四边形，按照相应的规则将此空间四边形剖分成两个三角形，按照此方法就可以获取断面上的数据信息，因此相邻的两个断面可以使用体面三角剖分拟合，最终准确的构建出弯曲管线的三维模型。
VTK体绘制_体绘制管线图形渲染管线
VTK体绘制_体绘制管线图形渲染管线1.⼏何渲染与体绘制1.1 ⼏何渲染前⾯练习的渲染技术都是⼏何渲染技术。
所谓的⼏何渲染技术，就是通过绘制⼏何图元（顶点、线段、⾯⽚等）来渲染数据，例如：绘制图像需要在空间中建⽴⼀个四边形图元，然后以纹理映射的⽅式将该图像贴图到该图元上进⾏渲染；⽽三维模型的绘制通常会分解为⼀系列的多边形⾯⽚进⾏绘制。
这种通过⽣成中间⼏何图元来进⾏渲染的⽅法称为⼏何渲染。
⼏何渲染的速度⽐较快，但是不能显⽰体数据的内部细节。
例如：在渲染⼈的三维CT体数据时，通过⼏何渲染只能在切⽚图像之间进⾏切换，⽽不能对体数据内部细节进⾏⽴体观察。
1.2 体绘制体绘制技术，更多的时候，我们把它称为三维重建（区别于投影图像的三维重建），是⼀种直接利⽤体数据来⽣成⼆维图像的绘制技术。
与⾯绘制不同，体绘制不需要提取体数据内部的等值⾯，它是对三维体数据进⾏采样和合成的过程。
体数据能过通过设置不透明度值来显⽰体数据内部的不同成分和细节，例如显⽰⼈体CT图像的不同器官和组织。
2.图形渲染管线在进⾏体绘制管线学习之前，很有必要回顾⼀下前⾯的VTK可视化管线的基本组成。
我习惯把渲染窗⼝vtkRenderWindow看做⼀个剧院，剧院中⼀般需要灯光（vtkLight）、相机（vtkCamera）和舞台（vtkRenderer）来呈现精彩的演出。
舞台上负责表演的⾃然就是演员（vtkActor），⽽且演员往往不⽌⼀个，可以根据需要为舞台加⼊更多的演员（vtkActor）。
每个演员⼜各具特⾊，⽽⽤来表⽰其特⾊的则是vtkProperty(负责控制值颜⾊、材质和不透明度等)；每个vtkActor的数据和渲染信息存储在⼀个vtkMapper对象中，负责将原始数据转换为渲染所需要的图元数据。
3.体绘制管线从可视化管线的组成上来讲，体绘制的渲染管线与⼏何渲染管线基本⼀致，先通过⼀个实例进⾏初步认识：1 #include <vtkAutoInit.h>2 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);3 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingVolumeOpenGL); //错误：no override found for 'vtkRayCastImageDisplayHelper'.4 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);5 VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);67 #include <vtkSmartPointer.h>8 #include <vtkStructuredPoints.h>9 #include <vtkStructuredPointsReader.h>10 #include <vtkFixedPointVolumeRayCastMapper.h>11 #include <vtkColorTransferFunction.h>12 #include <vtkPiecewiseFunction.h>13 #include <vtkRenderer.h>14 #include <vtkRenderWindow.h>15 #include <vtkRenderWindowInteractor.h>16 #include <vtkVolumeProperty.h>17 #include <vtkAxesActor.h>18 #include <vtkOrientationMarkerWidget.h>1920int main(int argc, char *argv[])21 {22 vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader> reader =23 vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader>::New();24 reader->SetFileName("mummy.128.vtk");25 reader->Update();262728 vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper> volumeMapper =29 vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper>::New();30 volumeMapper->SetInputData(reader->GetOutput());3132//设置光线采样距离33//volumeMapper->SetSampleDistance(volumeMapper->GetSampleDistance()*4);34//设置图像采样步长35//volumeMapper->SetAutoAdjustSampleDistances(0);36//volumeMapper->SetImageSampleDistance(4);37/*************************************************************************/38 vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty =39 vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();40 volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear();41 volumeProperty->ShadeOn(); //打开或者关闭阴影测试42 volumeProperty->SetAmbient(0.4);43 volumeProperty->SetDiffuse(0.6); //漫反射44 volumeProperty->SetSpecular(0.2); //镜⾯反射45//设置不透明度46 vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> compositeOpacity =47 vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();48 compositeOpacity->AddPoint(70, 0.00);49 compositeOpacity->AddPoint(90, 0.40);50 compositeOpacity->AddPoint(180, 0.60);51 volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity); //设置不透明度传输函数52//compositeOpacity->AddPoint(120, 0.00);//测试隐藏部分数据,对⽐不同的设置53//compositeOpacity->AddPoint(180, 0.60);54//volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity);55//设置梯度不透明属性56 vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> volumeGradientOpacity =57 vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();58 volumeGradientOpacity->AddPoint(10, 0.0);59 volumeGradientOpacity->AddPoint(90, 0.5);60 volumeGradientOpacity->AddPoint(100, 1.0);61 volumeProperty->SetGradientOpacity(volumeGradientOpacity);//设置梯度不透明度效果对⽐ 62//设置颜⾊属性63 vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> color =64 vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();65 color->AddRGBPoint(0.000, 0.00, 0.00, 0.00);66 color->AddRGBPoint(64.00, 1.00, 0.52, 0.30);67 color->AddRGBPoint(190.0, 1.00, 1.00, 1.00);68 color->AddRGBPoint(220.0, 0.20, 0.20, 0.20);69 volumeProperty->SetColor(color);70/********************************************************************************/71 vtkSmartPointer<vtkVolume> volume =72 vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();73 volume->SetMapper(volumeMapper);74 volume->SetProperty(volumeProperty);7576 vtkSmartPointer<vtkRenderer> ren = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();77 ren->SetBackground(0, 1, 0);78 ren->AddVolume(volume);7980 vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();81 rw->AddRenderer(ren);82 rw->SetSize(640, 480);83 rw->Render();84 rw->SetWindowName("VolumeRendering PipeLine");8586 vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =87 vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();88 rwi->SetRenderWindow(rw);89/********************************************************************************/90//vtkSmartPointer<vtkAxesActor> axes = vtkSmartPointer<vtkAxesActor>::New();91//axes->SetScale(10);92//vtkSmartPointer<vtkOrientationMarkerWidget> widget =93// vtkSmartPointer<vtkOrientationMarkerWidget>::New();94//widget->SetOutlineColor(1, 1, 1);95//widget->SetViewport(0, 0, 0.2, 0.2);96//widget->SetOrientationMarker(axes);97//widget->SetInteractor(rwi);98//widget->SetEnabled(1);99//widget->InteractiveOn();100101 ren->ResetCamera();102 rw->Render();103 rwi->Start();104105return0;106 }#vtkVolumeRayCastMapper:vtkVolumeRayCastMapper定义了⼀个光线投影体绘制Mapper，其主要接受如下两个输⼊。