OpenGL在机械手三维运动仿真中的应用
基于OpenGL的六自由度机器手建模仿真
基于OpenGL的六自由度机器手建模仿真基于OpenGL的六自由度机器手建模仿真类别：EDA/PLD摘要：介绍了在交互式C语言开发平台LabWindows⁄CVI 下，利用OpenGL 图形系统的功能来设置LabWindows⁄CVI 与OpenGL 的图形接口、建立OpenGL 光照、视图和渲染描述表及利用OpenGL基本图元建立六自由度机器手的三维模型的新方法，并且利用OpenGL的双缓存技术实现了仿真系统的交互式界面。
在此开放的仿真系统下，可直观、正确地模拟机器手的运动情况，还能方便地进行机器手运动轨迹的仿真研究。
机器手三维建模仿真是机器人各项仿真中的一个重要组成部分，对于机器手的运动轨迹仿真有重要的指导意义。
LabWindows⁄CVI(以下简称CVI) 是美国NI 公司推出的交互式C 语言开发平台。
其集成化开发环境、交互式编程方法、函数面板和丰富的库函数大大增强了语言的功能，为熟悉C 语言的开发人员提供了一个理想的软件开发平台[1]。
由于在CVI 中已经集成了OpenGL 图形标准，并且OpenGL编程类似于C编程，实际接口就是C，相对基于Visual C++基础类库MFC 和OpenGL 开发的三维仿真平台，在CVI 中利用可视化技术，开发基于OpenGL 的三维图形更方便快捷，同时可在此三维模型平台上方便地进行轨迹规划和控制算法等方面的仿真研究。
1 OpenGL的简介和基本操作过程 1.1 OpenGL简介OpenGL图形系统是图形硬件的一种软件接口。
OpenGL是SGI公司开发的开放式三维图形标准，它实质上就是一个三维图形和模型库，具有高度的可移植性，可以在多种操作系统平台上运行，例如各种版本的Windows、Unix⁄Linux 和Mac OS等，具有非常快的渲染速度。
它可以对计算机图形技术进行控制，产生逼真的图像或者虚构出现实世界没有的图像，是高性能图形和交互式场景处理的工业标准[2]。
机械设计制造及自动化毕业设计_基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计
SHANGHAI UNIVERSITY毕业设计（论文）UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)题目:基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计学院: 机电工程与自动化学院专业: 机械工程及自动化学号:学生姓名:指导教师:起讫日期:目录摘要:-----------------------------------------------------------------------------------------------------1 ABSTRACT-------------------------------------------------------------------------------------------------1 1第一章绪论------------------------------------------------------------------------------------------4 2第二章基于OpenGL的三维仿真图形设计---------------------------------------------------8 3第三章仿人机器人的三维建模-----------------------------------------------------------------19 4第四章仿人机器人运动学仿真-----------------------------------------------------------------29 5第五章总结-----------------------------------------------------------------------------------------466 致谢---------------------------------------------------------------------------------------------------477 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------48基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计摘要仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分，随着机器人研究的不断深入，机器人仿真系统作为机器人设计和研究过程中安全可靠灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用。
基于MFC与OpenGL的可视化机械仿真设计系统
基于MFC与OpenGL的可视化机械仿真设计系统程飞【期刊名称】《五邑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】The general visual mechanical design system is more demandingof hardware and the motion simulation generally does not respond to quantitative data input. In light of this, this paper researches on a mechanical design system that is not much demanding of hardware and can respond in real time to quantitative data input in motion simulations. The system is based on the Microsoft foundation Class Library (MFC) and the open Graphics Library (OpenGL) and computer software development. Development examples show: compared to large CAD software programs, the system is of a faster drawing function, and it is capable of calculating and visualizing component data under different conditions of precision. It can achieve rapid design and development of mechanical parts. The paper also gives an example of visualized system development of disc cam mechanisms.%通用可视化机械设计系统对硬件要求高，其仿真运动模拟一般不响应定量数据输入。
基于OpenGL的机械臂运动建模与仿真
基于OpenGL的机械臂运动建模与仿真作者：宋薇陈小艳来源：《数字技术与应用》2011年第10期摘要：基于多刚体运动学原理，分析三杆机械臂的D-H坐标系和雅可比矩阵，并采用openGl与VC++平台建立了机械臂的三维仿真模型，从而实现了对机械臂整体运动过程的模拟，并且有效检验了机械臂运动学模型的相关性能。
关键词：机械臂 D-H坐标系 OpenGl中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)10-0162-01机械臂三维运动仿真是机器人仿真研究中一个很重要的组成部分。
机械臂仿真可以用MATLAB、ADAMS等这些平台进行运动仿真，但由于这些方法都只能基于特定工具箱和已有函数，通过定时器不断刷新视图，无法灵活扩展功能。
因此，本文提出基于MFC框架类和OpenGL函数库，OpenGL和VC++6.0开发平台上实现三自由度机械臂运动建模与仿真。
1、运动学分析1.1 D-H坐标系的建立机械臂由一连串转动或是平移关节连接的刚性构件组成，每一对相邻的杆件构成了一个自由度。
由此，由此，n个自由度的开链串联机构具有n对关节和杆件。
机械臂的位置位置以及姿态将由杆件上的任一选定点以及经过该点的坐标系，与参照坐标系的位置关系进行确定。
如图所示3杆机械臂，在各构件上建立D-H坐标系。
机器人运动学问题有两大类：(1)运动学正问题，已知关节的驱动力，求工业机器人系统相应的运动参数，包括关节位移、速度和加速度。
(2)运动学逆问题，已知运动轨迹点上的关节位移、速度和加速度，求出相应的关节力矩。
利用上式即可由输入转角求得末杆上工作点P 在坐标系中的位置坐标，此即为该机构的位置正解。
由末杆上工作点的位置坐标求各运动副位移的过程称为机构的位置逆解。
根据上式不难得到该机构的位置逆解式中。
在考虑各转动副转角范围约束的情况下，由位置正解方程可求得P点在坐标系中的可达范围，即该机构的作业空间。
将位置正解方程对时间求导数，即可进行该机构的速度、加速度分析。
基于OpenGL的机械臂控制系统仿真平台研究
Ａ Ｓ ＲＡＣ Ａ ３ ｘｅｉ ｎａ ｐａｆｒ ｒ ｉｕａｉ ｆ ｏｏ ａｍ ｃｎｒｌ ｙｔｍ（ ＡＣ ）ｉ ｉｔ ｄ ｃｄ ｈ ＢＴ Ｔ： Ｄ ｅｐ ｒ ｍｅｔｌ ｌ ｏｍ ｆ ｍ ｌｔ ｎｏ ｂｔ ｒ ｏｔ ｓ ｔ ｏｓ ｏ ｒ ｏ ｓ ｅ Ｒ Ｓ ｓ ｎｒ ｕ ｅ ．Ｔ ｅ ｏ
Ｏｐ ｎＧＬ ｓ ｄ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ａ ｆ ｒ ｆ ｒ Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｅ Ｂａ ｅ ｐ ｒ ｍ ｎ ａ ｔｏ ｍ ｏ ｉ ｌ ｔｏ Ｐｌ ｏ ｂ ｔＡｒ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｆＲｏ ｏ ｍ ｎ ｒ ｌＳ ｓ ｅ
ＹＡ ｏｇ—ｊ ， ＨＵ Ｑ —ｄ ｎ ＪＡ Ｇ Ｃ ｅ ｇ ＮＹ ｎ ｉ Ｚ ｉ ａ ， Ｉ Ｎ ｈｎ ｅ
的整体 ， 而解决 了运动的继承性问题。 从 实验平 台还可用来验证机械臂的控制策 略， 记录机械臂 的轨迹并 对轨 迹进行优化 。 实验证 明了仿 真平 台的功能 已达到实际工程 的需要 。
关键词 ： 机械臂 系统 ； 仿真实验平台 ； ； 建模 运动学分析
中 图分 类 号 ： Ｐ ４ Ｔ２１ 文 献标 识 码 ： Ａ
ｍａ ｅ ｐ ｔ ｅ ｗｈ ｌ ｈ ｏ ｇ ｔ ｃ ｔ ｘ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ，ｔ ｅ ｐ ａｆ ｒ ｃ ｎ ｄ ｓ ｌ ｙ ｔ ｅ ｓａ ｅ ｏ ｒ ｉ ｉ ， ｋ ｓ ｕ ｈ ｏｅ ｔ ｒ ｕ ｈ ｓａ ｋ ｍａｒ ． ｉ ｓｄ ｏ ｈ ｓ ｈ ｌ ｔ ｍ ａ ｉｐ ａ ｈ ｔ ｔ ｆａ ｍ ｎ ｔ ｏ ｍｅ
ｖ ｌｄ ｔ ｈ ｏ ｔ ｌ ｔ ｔｇｅ ｎ ｐｉ ｚ ｈ ｖｎ ｒｃ ．Ｔ ｒｕ ｈｄｆ ｒｎ ｏ ｔ ｌｍｏ ｅ ｆ ＯＧ，Ｊ ａｉａｅｔｅｃ ｎｒ ｒ ｅ ｉｓａ ｄｏ ｔ ｅｔｅ ｍｏ ｉｇ ｔ ｋ ｈｏ ｇ ｉｅ ｅ ｔｃ ｎｒ ｄ ｓｏ ｏ ｓａ ｍｉ ａ ｆ ｏ Ｊ ＯＹ，ｔｅ ｈ
机械手臂的运动仿真程序文档
机械手臂的运动仿真程序文档张雪飞（200320197）摘要：建立了一个人体上肢运动模型，通过上肢关节运动角度的理解，首先建立模型的物理和数学模型，然后利用OpenGL 实现了模型的三维立体仿真。
关键词：OpenGL 仿真 上肢运动仿真的机械手臂主要包括大臂，小臂，手掌三部分。
，初始状态下，整个机械臂在水平线上。
随之手臂的各个部分以不同的角速度先逆时针后顺时针来回运动。
运动角度范围为90度，即从水平位置开始当到达头顶正中时即回落。
1 坐标系的选取为便于用OpenGL 建立三维视景，取坐标系如下图所示： 世界坐标系：取与OpenGL 世界坐标系一致的坐标系，用于描述任意时到手部各部位所处的位置。
局部坐标系则分别附着在人手模型的各部位。
2 运动矩阵首先将坐标原点移至大臂起始点，再作旋转变换，变换矩阵为：1111cos(arg )sin(arg )00sin(arg )cos(arg )0000100001⎛⎫⎪- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭，其中1arg 是大臂旋转的角度。
小臂坐标系2T 先作平移变换到大臂末端，后作旋转变换，变换矩阵分别为：1100001000010001arm ⎛⎫⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭，其中1arm 是大臂的长度。
2222cos(arg )sin(arg )00sin(arg )cos(arg )0000100001⎛⎫⎪- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭，其中2arg 是小臂旋转的角度。
手掌坐标系3T 先作平移变换到小臂的末端，后作旋转变换，变换矩阵为：2100001000010001arm ⎛⎫⎪⎪⎪⎪⎝⎭，其中2arm 是小臂的长度。
3333cos(arg )sin(arg )00sin(arg )cos(arg )0000100001⎛⎫⎪- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭，其中3arg 是手掌旋转的角度。
3 程序实现首先绘制出机器人的身体再利用glPushMatrix()将当前的状态下的矩阵压入堆栈然后是首先绘制左臂：glTranslatef(0.0f,0.0f,0.5f)glRotatef(m_angle1,1.0f,0.0f,0.0f);//围绕X 轴转一定角度glMaterialfv(GL_FRONT,GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE,materialAmbDiffRed);auxSolidCylinder(0.15f,0.8f);//绘制上臂，着红色glTranslatef(0.0f,1.0f,0.0f);glRotatef(-m_angle1/2.0f,1.0f,0.0f,0.0f);auxSolidCylinder(0.15f,0.8f); //绘制中臂glTranslatef(0.0f,1.0f,0.0f);glRotatef(-m_angle1/2.0f,1.0f,0.0f,0.0f);auxSolidCylinder(0.15f,0.8f); //绘制下臂再利用glPopMatrix()恢复绘制左臂前的状态。
基于OpenGL的抓取机械手的建模和动态仿真研究的开题报告
基于OpenGL的抓取机械手的建模和动态仿真研究的开题报告摘要：本文探讨了基于OpenGL的抓取机械手的建模和动态仿真技术。
首先介绍了抓取机械手的基本结构和运动学原理，然后分析了OpenGL图形库的特点及其在三维建模和动态仿真方面的应用。
接着，提出了基于OpenGL的抓取机械手建模和动态仿真的方法和步骤，并详细讨论了实现过程中的关键技术和难点。
最后，通过实验验证了该方法的可行性和有效性，并对未来的研究方向进行了展望。
关键词：OpenGL；抓取机械手；建模；动态仿真；一、研究背景和意义抓取机械手是一种常见的机电一体化设备，在制造业、物流业、服务业等领域得到广泛应用。
它能够完成物体的夹取、举起、转动、放置等各种操作，使得机器人能够像人一样进行灵活的工作。
在工业自动化、智能制造、军事装备等领域将会有越来越多的应用。
抓取机械手的设计和控制需要实现多个运动自由度的协调运动和精确控制，因此需要进行三维建模和动态仿真，以便在计算机上进行模拟和优化。
OpenGL是一种用于计算机图形学的开放源代码图形库，具有跨平台、高效率、灵活性和逼真性等特点，是三维建模和动态仿真的理想工具。
本研究旨在探索基于OpenGL的抓取机械手的建模和动态仿真技术，为抓取机械手的设计、优化和控制提供有效的工具和方法，为工业自动化和智能制造等领域的应用提供技术支持。
二、研究内容和方法1、抓取机械手的结构和运动学原理通过对抓取机械手的结构进行分析和研究，确定其运动自由度和运动规律，确定三维建模和动态仿真的基本框架和方法。
2、OpenGL图形库的特点和应用通过对OpenGL图形库的特点和优势进行分析和研究，确定其在三维建模和动态仿真方面的应用方法，确定OpenGL的使用环境和开发工具。
3、基于OpenGL的抓取机械手的建模和动态仿真方法和步骤以抓取机械手为对象，采用OpenGL图形库进行三维建模和动态仿真，通过代码实现抓取机械手的基本功能和运动规律，实现抓取机械手的三维模型和动态仿真效果。
基于OpenGL的M_6iB型FANUC机器人三维运动仿真
2007年第26卷12月第12期机械科学与技术Mechanical Science and Technol ogy for Aer os pace Engineering Deve mber Vol .262007No .12收稿日期:2006-12-12基金项目:国家自然科学基金项目(50575180)资助作者简介:原大宁(1957-),女(汉),山西,副教授,daningyuan@xaut .edu .cn基于OpenG L 的M_6iB 型F ANUC机器人三维运动仿真原大宁,崔 冬(西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安 710048)摘 要:利用OpenG L 开发环境,与V isual C ++相结合,建立M _6i B 型F ANUC 机器人三维模型;在此基础上开发了机器人的运动学仿真系统。
仿真结果为研究机器人机械结构的干涉问题,了解机器人工作空间的形态及大小提供了一种很好的实验手段。
关 键 词:M _6i B 型F ANUC 机器人;正运动学分析;运动仿真;OpenG L 中图分类号:TP24212 文献标识码:A 文章编号:100328728(2007)12215522043D M oti on Si m ul ati on of FANUC M _6i B Robot Usi n g OpenG LYuan Daning,Cui Dong(School of Mechanical I nstru mental Engineering,Xi ′an University of Technol ogy,Xi ′an 710048)Abstract:W e establish a 3D model f or a F ANUC M -6i B r obot using OpenG L in combinati on with V isual C ++.Based on the model we devel op a kine matic si m ulati on syste m for the r obot .The si m ulati on results p r ovide a good experi m ental means f or studying the interference of its mechanical structure,and understanding the configurati on and scope of its works pace .Key words:F ANUC M _6i B r obot;f or ward kine matics analysis;moti on si m ulati on;OpenG L 三维运动仿真在机器人技术的研究和开发中具有重要作用。
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收稿日期:2003-11-26 第22卷 第3期计 算 机 仿 真2004年5月 文章编号:1006-9348(2005)03-0175-03Open G L 在机械手三维运动仿真中的应用杨成云,朱建新(中南大学机电工程学院智能机械研究所,湖南长沙410083)摘要:该文介绍了OpenG L 的功能及其实现三维动态仿真的原理与过程,并以一个多自由度机器人机械手为例,对它的结构进行了简化并建立了其运动学模型。
重点讲述了用OpenG L 实现三维运动仿真的基本方法及其实现,认为在仿真过程中采用“双缓冲技术”能得到平滑的动画,并分析了“双缓冲技术”的实现技术。
本文对机械手的结构进行了简化,将机械手的每一个连杆看成一个子体,提出用“堆栈矩阵”法来解决运动仿真时多子体运动的继承性问题,为多自由度机械手的三维运动仿真提供了一种新的方法。
关键词:运动仿真;机械手;双缓冲技术;堆栈矩阵中图分类号:TP399 文献标识码:ASimulation of 3D Motion of Manipulator Using Open G LY ANG Cheng -yun ,ZHU Jian -xin(Intelligent mechanical Institute ,C ollege of mechanical and E lectronic Engineering ,Central S outh University ,Changsha Hunan 410083,China )ABSTRACT :The paper introduces the function of OpenG L and its principle and process of 3D simulation.A fter sim plifying the manipulator and giving its kinematics ,the article tells of simulation of 3D m otion of the manipulator.The means for sim 2ulation and how to realize it are analyzed in detail in this paper.The authors think of using the technique of double -bu ffer can im prove the quality of the simulation and presents the way for im plementing it.The paper sim plifies the structure of the manipulator and views each pole of the manipulator as a subsystem.An idea is put forwarded that using the S tack Matrix in the process of simulation can s olve the problem of inhering of many subsystems ,which offers a new way to the simulation of 3D m otion of manipulator.KE YWOR DS :S imulation of m otion ;Manipulator ;T echnique of double -bu ffer ;S tack -matrix1 引言机器人三维运动仿真是机器人各项仿真中一个很重要的组成部分。
它对于验证机器人工作原理、工作空间及进行碰撞检测等都具有非常重要的指导意义。
本文以一个机器人机械手三维运动仿真系统为例,探讨了如何在W ind ows 环境下使用VC ++OpenG L 实现物体的三维实时运动仿真。
并提出用“嵌套矩阵堆栈”的方法来解决多子体的继承运动的问题,为多子体连接系统的三维运动仿真提供了一种新的方法。
2 Open G L 简介及动态仿真的实现2.1 Open G L 功能简介OpenG L 是一种高性能的开放式图形库技术,它提供了基本的三维图形单元及十分清晰明了的图形函数,具有强大的三维建模功能以及帧缓存动画技术,并可以实现实时交互操作,它可以由点、线和多边形产生的复杂三维实体,以及三维图形变换,着色,纹理,阴影等真实感处理手段。
其中包括100多个图形函数,开发者可以直接利用其图形函数来建立三维模型和进行三维实时交互。
由于OpenG L 具有性能优越的图形应用程序界面,可以广泛应用于各种计算机系统,已逐步成为一种公认的三维图形开发的标准。
2.2 Open G L 动态仿真的实现OpenG L 实现一个功能完整的图形处理系统的结构是:最底层的图形硬件,依次向上为操作系统,窗口系统,OpenG L和应用软件。
它的基本工作流程如图1所示。
图1 Open G L 的基本工作流程—571—图2 机械手结构简图1:基座 2:连杆1 3:连杆2 4:连杆3R1:腰部水平回转关节 R2:大臂上下摆动关节 R3:前臂上下摆动关节R4:腕部上下摆动关节 R5:腕部前后摆动关节 R6:腕部轴向摆动关节 几何顶点包括顶点集,线集和多边形集。
图像数据包括像素集,影像集和图集等。
图像数据的处理方式与几何顶点数据处理方式是不同的,但它们都必须经过光栅化和逐个片元(Fragment )处理,直至把最后的光栅数据写入帧缓存以实现图形的显示。
一般来说,OpenG L 基本图形动态显示操作步骤是这样的:1)建模 根据基本图形单元建立景物模型,并对所建立的模型进行数学描述。
在OpenG L 中把点,线,多边形,图像和位图都作为基本图形单元。
2)设置视点 把景物模型放在三维空间的合适位置,并设立视点(View point )以观察所需场景。
3)计算光照 计算模型中所有物体的色彩,确定光照条件,纹理映射方式等。
4)光栅化 把景物模型数学描述集色彩信息转换至计算机屏幕上的像素,这个过程称为光栅化。
在执行这些步骤过程中,OpenG L 可能会执行其他一些操作如消隐处理等。
3 机器人机械手三维运动仿真机器人的三维运动仿真包括机器人的描述、坐标变换、图形处理和动画显示等。
3.1 机器人运动学建模模拟机械手末端执行器在空间的运动轨迹和相对位置,就必须知道机械手末端执行器相对于基座的相对坐标,这就是机器人运动学分析的内容。
机器人的运动学分析是对杆件、传感器等机器人的各个部件和作业环境内的对象等设置坐标系并分析这些坐标系之间的位置和姿态之间的关系。
杆件坐标系的建立有多种方法,下面以最常用的D -H 方法说明机械手运动学模型的建立过程。
用D -H 法对机器人进行运动学分析时先需要对组成机器人的各杆件和关节进行编号。
将固定于基座的杆件设为0,然后从基座朝着末端执行器依次递增顺序编号;同样对于关节,只要从基座开始朝着执行器方向依次对关节递增顺序编号即可。
然后对每一个连杆建立连杆坐标系,并确定相邻连杆间的关系。
终端杆件的坐标系与距它最近的一个杆件坐标系的原点一致。
对于任意一个连杆i ,其位置与姿态可由4个参数来描述。
其中,描述连杆i 本身属性的参数有2个,它们是连杆长度a i 和连杆扭角α;通过关节i 相连的连杆i 和连杆I -1关系的两个参数分别为沿关节I 轴线的两个公垂线的距离d i 与夹角θi 。
由连杆I -1系到i 系的变换关系为:T i =Rot (z ,θi )3Trans (0,0,d i )3Trans (a i ,0,0)3Rot (x ,αi ) 与此类似就可以得出各连杆坐标系之间的变换。
如果用T pq 表示连杆坐标系q 到连杆坐标系p 的变换,则从机械手的基座坐标系0到连杆n 之间的推导公式如下:T 0n =T 01T 12T 23…T (n-1)n 若末端杆件为连杆n ,则T 0n 即表示从基座到末端杆件的变换式。
所以只要给出每个杆件的4个参数,就能根椐以上递推公式在相应的位置正确绘制出各个连杆的姿态,以完成机器人运动过程的实时模拟。
3.2 机械手的三维运动仿真本文以一个7自由度机器人机械手为例来说明多子体连接系统动态仿真的过程和特点。
机械手结构如图2所示。
由于所涉及的机械手结构复杂,所以在运动仿真时进行了适当的简化处理,其简化模型如图3所示。
图3 机械手结构简化模型1:基座 2:连杆1 3:连杆2 4:连杆3R1:腰部水平回转关节 R2:大臂上下摆动关节R3:前臂上下摆动关节 R4:腕部上下摆动关节R5:腕部前后摆动关节 R6:腕部轴向摆动关节本文使用Visual c ++环境中的OpenG L 对机械手进行运动仿真,包括三维建模,灯光、材质处理和利用双缓存技术进行制作等。
3.2.1 多子体继承运动的实现由于此机械手具有较多的自由度,可以将机械手看成一个实体,而将它的各个部分看成是一个子体,如将机械手的腰部看成子体1,将大臂看成子体2……并且规定,按照从基座到手爪的顺序,把前一个子体称为所有后续子体的父体,也就是说,子体1是子体2、3、4、5的父体,而子体2又是子体3、4、5的父体等等。
这样一来,就可以将机械手看成是一个相邻连接的多子体系统,我们希望在子体1运动的同时能够带动子体2,3等子体进行整体动作。
也就是要求腰部的运—671—动能够同时带动前臂,大臂,手腕,手爪进行运动,前臂,大臂,手腕,手爪继承了腰的运动,而各自的动作又不能影响到腰的运动。
但是按传统的建模方法,只能实现父体带动与其直接相连的子体的运动,例如,腰带动大臂,大臂带动前臂,前臂带动腕部,腕部带动手爪,不能实现所有子体的运动都继承父体的运动,但这是不希望看到的结果。
希望一个父体的运动能带动其所有子体的运动,即实现运动的继承性。
为了解决这个矛盾,本文采用了”嵌套矩阵堆栈”法,即在建立腰模型(子体1)之前,先对其参数进行glPushMatrix()的进栈操作;而后建立前臂模型,这一层矩阵堆栈是在画完了所有的构件之后才出栈glP opMatrix()的。
这就使得当腰的参数发生改变时,所有的图形构件都发生相应的改变。
其余的依次类推。
有时为了避免一些函数对后面的作图产生影响,必须把它们放入glPushMatrix()和glP opMatrix()之间加以屏蔽。
如: glPushMatrix(); 欲屏蔽的函数;glP opMatrix();3.2.2 双缓存技术的实现为了生成平滑的动画,OpenG L采用了双缓存技术,双缓存即前台缓存和后台缓存,后台缓存计算场景、生成动画,前台缓存显示后台缓存已画好的画面,从而增强机器人三维动画显示的连续性和运动感。