OpenGL三维场景模型的建立与实现
osgqopengl 编译
osgqopengl 编译OSG（OpenSceneGraph）是一个基于OpenGL的开源场景图形库，它提供了一套强大的工具和函数，用于创建和渲染三维场景。
本文将介绍OSG和OpenGL之间的关系，并探讨OSG在图形编程中的应用。
一、OSG和OpenGL的关系OSG是基于OpenGL的，它利用OpenGL的底层渲染功能来实现场景图形的绘制。
OSG封装了OpenGL的一些底层细节，使得开发者可以更方便地创建和管理三维场景。
同时，OSG还提供了一些高级功能，如灯光、纹理、相机等，使得开发者可以更加灵活地控制场景的呈现效果。
二、OSG在图形编程中的应用1. 场景创建与管理：OSG提供了一套丰富的API，用于创建和管理场景中的各种元素，如模型、几何体、灯光等。
开发者可以通过简单的代码实现复杂的场景组织和管理。
2. 渲染技术：OSG利用OpenGL的强大渲染能力，实现了各种渲染技术，如阴影、反射、抗锯齿等。
开发者可以根据需求选择合适的渲染技术，提高场景的真实感和视觉效果。
3. 碰撞检测：OSG提供了碰撞检测的功能，可以检测场景中物体之间的碰撞情况。
这对于游戏开发和虚拟现实应用非常重要，可以实现更加真实和交互性的场景。
4. 场景动画：OSG支持场景中物体的动画效果，如平移、旋转、缩放等。
开发者可以通过简单的代码实现复杂的动画效果，使得场景更加生动和有趣。
5. 跨平台支持：OSG不仅支持Windows、Linux等主流操作系统，还支持移动平台，如Android和iOS。
开发者可以利用OSG开发跨平台的图形应用，提高开发效率和用户覆盖率。
6. VR和AR应用：OSG与虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术结合，可以实现更加沉浸式和交互性的用户体验。
开发者可以利用OSG创建逼真的虚拟场景，并结合头显设备实现身临其境的体验。
7. 多线程支持：OSG提供了多线程渲染的支持，可以利用多核处理器的优势，提高渲染效率和帧率。
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。
OpenGL编程指南
OpenGL基础图形编程- 总目录出处：中国游戏开发者[ 2001-09-20 ]作者：总目录第一章OpenGL与三维图形世界1.1 OpenGL使人们进入三维图形世界1.2 OpenGL提供直观的三维图形开发环境1.3 OpenGL称为目前三维图形开发标准第二章OpenGL概念建立2.1 OpenGL基本理解2.2 OpenGL工作流程2.3 OpenGL图形操作步骤第三章Windows NT环境下的OpenGL3.1 Windows NT下的OpenGL函数3.2 OpenGL基本功能3.3 Windows NT下OpenGL结构第四章OpenGL基本程序结构第五章OpenGL数据类型和函数名第六章OpenGL辅助库的基本使用6.1 辅助库函数分类6.2 辅助库应用示例第七章OpenGL建模7.1 描述图元7.1.1 齐次坐标7.1.2 点7.1.3 线7.1.4 多边形7.2 绘制图元7.2.1 定义顶点7.2.2 构造几何图元第八章OpenGL变换8.1 从三维空间到二维平面8.1.1 相机模拟8.1.2 三维图形显示流程8.1.3 基本变换简单分析8.2 几何变换8.2.1 两个矩阵函数解释8.2.2 平移8.2.3 旋转8.2.4 缩放和反射8.2.5 几何变换举例8.3 投影变换8.3.1 正射投影8.3.2 透视投影8.4 裁剪变换8.5 视口变换8.6 堆栈操作第九章OpenGL颜色9.1 计算机颜色9.1.1 颜色生成原理9.1.2 RGB色立体9.2 颜色模式9.2.1 RGBA模式9.2.2 颜色表模式9.2.3 两种模式应用场合9.3 颜色应用举例第十章OpenGL光照10.1 真实感图形基本概念10.2 光照模型10.2.1 简单光照模型10.2.2 OpenGL光组成10.2.3 创建光源10.2.4 启动光照10.3 明暗处理10.4 材质10.4.1 材质颜色10.4.2 材质定义10.4.3 材质RGB值和光源RGB值的关系10.4.4 材质改变第十一章OpenGL位图和图像11.1 位图11.1.1 位图和字符11.1.2 当前光栅位置11.1.3 位图显示11.2 图像11.2.1 象素读写11.2.2 象素拷贝11.2.3 图像缩放11.2.4 图像例程第十二章OpenGL纹理12.1 基本步骤12.2 纹理定义12.3 纹理控制12.3.1 滤波12.3.2 重复与约简12.4 映射方式12.5 纹理坐标12.5.1 坐标定义12.5.2 坐标自动产生第十三章OpenGL复杂物体建模13.1 图元扩展13.1.1 点和线13.1.2 多边形13.2 法向计算13.2.1 法向基本计算方法13.2.2 法向定义13.3 曲线生成13.3.1 曲线绘制举例13.3.2 曲线定义和启动13.3.3 曲线坐标计算13.3.4 定义均匀间隔曲线坐标值13.4 曲面构造13.4.1 曲面定义和坐标计算13.4.2 定义均匀间隔的曲面坐标值13.4.3 纹理曲面13.4.4 NURBS曲面第十四章OpenGL特殊光处理14.1 光照模型14.1.1 全局环境光14.1.2 近视点与无穷远视点14.1.3 双面光照14.2 光源位置与衰减14.3 聚光与多光源14.3.1 聚光14.3.2 多光源与例程14.4 光源位置与方向的控制14.5 辐射光第十五章OpenGL效果处理15.1 融合15.1.1 Alpha值与融合15.1.2 融合因子15.1.3 融合实例15.2 反走样15.2.1 行为控制函数15.2.2 点和线的反走样15.2.3 多边形的反走样15.3 雾15.3.1 雾的概论和例程15.3.2 雾化步骤第十六章OpenGL显示列表16.1 显示列表概论16.1.1 显示列表的优势16.1.2 显示列表的适用场合16.2 创建和执行显示列表16.2.1 创建显示列表16.2.2 执行显示列表16.3 管理显示列表16.4 多级显示列表第十七章OpenGL帧缓存和动画17.1 帧缓存17.1.1 帧缓存组成17.1.2 缓存清除17.2 动画【下页】【打印】【关闭】[ 字号：大·中·小]OpenGL基础图形编程- OpenGL与3D图形世界出处：中国游戏开发者[ 2001-09-20 ]作者：目录1.1 OpenGL使人们进入三维图形世界1.2 OpenGL提供直观的三维图形开发环境1.3 OpenGL成为目前三维图形开发标准1.1、OpenGL使人们进入三维图形世界我们生活在一个充满三维物体的三维世界中，为了使计算机能精确地再现这些物体，我们必须能在三维空间描绘这些物体。
基于OpenGL的三维建筑设计组件的设计与实现
算 法， 实现 了基 于 Ｏｐｎ ｅ ＧＬ的支特 三 堆虚 拟场景、 建模和运动 仿真的组件设计 ， 述 了妾体的运动层次犍接 关 系和数 描
据 鲒掬 ． 实 现 了虚拟 环 境 的 建 兢 物 建模 和运 动 仿 真 ． 井 关 键 词 ： ｅＧ Ｏｐｎ Ｌ｝ 件 ；软 件复 用 ｝三 维 交 互 组 中 围分 类 号 ｔ Ｐ ９ ． ｌ ３ １ ４ Ｔ 文 棘 标 识 码 Ａ
ＡＰｌ
０
的工 作量 大大降低 ． 而且对 于三维场景 中物体 的过程运 动便
于控 制 和 管 理 ， 以在 不 同 的集 成开 发 环 境 中重 复 利 用 ． 可
２ Ｏ ｅＧ ｐ ｎ Ｌ与组 件技 术
２－ Ｏ ｐ ｎＧ Ｌ １ ｅ
图 １ 利 用 组 件 构造 应 用 软 件的 过 程
维普资讯
第２ ３卷 第 ６期 ２０ ０ ２年 ６月
文 章 螭 号 ：０ ０ｌ ２ （０ ２ ０ —７ ６０ １ ０一２ ０ ２ ０ ） ６０ ６—３
小 型 微 型 计 算 机 系 统
ＭＩ —ＭＩ ＮＩ ＣＲＯ Ｓ ＴＥＭ ＹＳ
Ｖ０ ． ３ １ ２ Ｎｏ ６ ．
开发工具时要着重考虑两个问题 ： 如何创建组 件库？② 组 ①
件 的程 序 形 式 是 什 么 ？ 组 件 来 源 于对 问题 域 （ ｏ ｉ ） 抽象 ． 井 不 是 任 意 一 Ｄ ｍａ 的 ｎ 但
的３ Ｄ应用程 序采 用 Ｏｐｎ Ｌ作为支撑库 ． ｐ ｎ ｅＧ Ｏ ｅＧＬ提供 了数 百个库 函数 ． 可方便地 绘制具有真实感 的 ３ Ｄ图形 但是在开
Ｊ ｎ ０ ２ ｕ ｅ ２ ０
基 于 Ｏｐ ｎ ｅ ＧＬ的 三 维 建 筑 设 计 组件 的 设计 与 实现
基于OpenGL的城市三维模型可视化研究
但 Ｏ ￣Ｇ ｗ Ｌ已对其进行 了处理 ， 编程者 可 以利 用几个 函数 就可 使
以完成纹理贴图 。执行纹理贴 图的步骤可 以概括为 ： 定义纹理 贴
图 １ Ｏ０ｎ ｅＧＬ的 工 作 流 程 图
图， 控制纹 理 ， 明纹 理贴图方 式 ， 说 定义纹 理坐标 与几何 坐标 等。
文章编号：０９６２｛０７０—３８ ２ １０—８５２０ ｝１ ５－ ０ ０
基 于 Ｏｐ ｎ ｅ ＧＬ的城 市 三维 模 型 可视 化 研 究
岳 朝 瑞
摘 要： 在介绍基于 Ｏ ￣Ｇ ｗ Ｌ的三维景观 显示原理和 关键 技术的基 础上， 对地形 、 地物的可视化进行‘ 了分析 ， 究 了对三 研 维场景实 时目标选取 的方法和技术 。 关键词 ： 可视化 ， 三维模型 ， ｗ Ｌ Ｏ ￣Ｇ
中图 分 类 号 作流 程及 三维 图像 生成 原理 ｅＧ
Ｏｐｎ Ｌ的工作流程 图如 图 １ ｅＧ 所图 。
现实与虚拟现实的结合 。三维景观模 型进行可视 化的过程 ， 涉及 大量的诸如坐标变换 、 法向量 、 反走 样 、 照 、 光 材质 、 理映射等 图 纹
形编程细节 。下面仅就三维场景 的纹理映射 、 动态 漫游和交互操
作的有关技术 和实现做一探讨 。
２． 纹 理 映 射 １
为了能够 真实地表现景观特征 ， 必须进 行纹理 映射。纹 理映 射的基本 思路 是把 纹理影像 “ 到 由几何 数据 所构 成的三 维表 贴” 面。纹理 映射的关 键是实 现纹 理与 几何 多边形 顶点 的三维 空 间
问题 ， ｐｎ Ｌ提供 了多种 映射方 式 ， 中包括纹 理 滤波 、 复与 Ｏ ｅＧ 其 重
基于OpenGL的虚拟场景生成技术
算 机 图形 学 、 媒 体 技 术 、 工 智 能 、 机 接 口技 多 人 人
术、 传感器 技术 以及 高 度并 行 的实 时 计 算 技 术 ， 还 包 括人 的行 为学 研 究 等 多项 关 键 技 术 。虚 拟 现 实 技术 在军 事 、 天 、 航 医学 、 育 、 乐 等领 域 具 有 广 教 娱 泛 的应用价 值 。
关键词 虚 拟 环 境 ； 理 映 射 ；三维 模 型 纹 Ｔ ３１ Ｐ ９ 中 图分 类 号
Ａ ｎ ｒ ｔｎ ｅ ｈ ｉｕ ｆＶｉｔ ａ ｅ ｒ ｉ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｅ ｎ Ｏｐ ｎ Ｇｅ ｅ ａ ｉｇ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｒｕ ｌＴ ｒａｎ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔＢ ｓｄ ｏ ｅ ＧＬ
１ 引言
虚拟 现实技 术 是 近 年 来 十 分 活 跃 的研 究 领 域 之一， 是一 系列 高 新 技 术 的 汇集 ， 些技 术 包 括 计 这
题 提 出一 种方 法 ， 用该方 法 可 以在微 机 上实 时生 利 成 虚拟地 形场 景 。
Ｏｐｎ ｅＧＬ是 目前 常用 的三 维 图形 接 口 ， 它成的基本技术 ， 明了规则格网方法的地形建模 方法。使用线性迭加法模拟 了海浪并 说
加 以绘制 ， 描述 了树木 、 并 天空 、 船只 、 路等 自然景观 的建模过程 ； 道 给出了一种在 Ｐ Ｃ环境 中使用 Ｏｐｎ Ｌ图形 接 口和 Ｖｉ ｅＧ ｓ — ｕ ｌ ＋＋开发 虚拟地形场景 的技术和方法． ａＣ 讨论 了虚拟场景 的实时绘制技术 ， 利用 多线程技 术实现 了三 维虚拟地形 的实时 绘制 ， 制速度基本达 到实时绘制 的要求． 绘 最后 ， 给出了一个虚拟地形场 景的实例 ， 并实现了人机交互 ， 以进行实时漫游 。 可
了二维 和三维 建 模 、 换 、 线 处 理 、 变 光 色彩 处 理 、 纹 理 映射 、 动模糊 、 运 动画和 实 时交互 等 功能 ， 是绘 制 真 实感三 维 图形 、 立 三 维 交互 场 景 、 现虚 拟 现 建 实 实 的高性 能 图形 开 发 接 口。使 用 Ｏｐ ｎ ｅ ＧＬ绘 制 三 维场 景具 有 图形 质量 高 、 序 可移植 性好 等优点 。 程
基于OpenGL的钻井三维场景动态仿真
文编： —１１１４ 章号０ ０（０—— １ ８２）００ ０ ７００７４ ６ ０
基 于 Ｏ ｅＧ ｐｎ Ｌ的钻井 三维 场 景 动态 仿 真
王武礼 ， 杨 华 ， 王延 江 ， 高 伟
（ 中国石 油大学 信息与控制工程学院， 山东 东营 ２ ７６ ） ５ ０ １
摘
要 ：为能在 脱 离钻 井现场 的情 况下 向学 员展 示钻 井操 作 的工 艺流程 ， 开发基 于 Ｏ ｅＧ ｐｎ Ｌ的钻 井
三 维场景仿 真 系统．利 用 ３ ＳＭＡ Ｄ Ｘ构造复 杂的钻 井设备模 型 ； Ｏ ｅＧ 在 ｐｎ Ｌ平 台 中调 用该模型 ， 并利
用双缓 存技 术控 制各 三维模 型在场景 中平 滑的 运动 ， 实现钻 井三 维场 景 的动 态仿 真．该 系统 可以
逼真 地仿真 正 常钻 进 、 下钻 、 起 卸扣和 上卡 等 多种 钻 井工 艺流程 ．
０ 引 言
钻 井仿 真是利 用硬件 和软件 模拟 钻井 和井控 的
过程 ． 钻井仿 真系 统主要 包括硬 件仿 真控制 台 、 型 模
强、 交互性 好 的三维 场 景 不仅 能 给 人 以身 临其 境 的 感觉 ， 而且可 以加深 学员对 现场操 作 的理 解 ， 高培 提 训 效率 ． 但 是 ， … 目前 各 油 田钻 井 仿 真 系 统 中 的三 维场景 要么 是现场 录像 ， 么是 用 ３ ＳＭ Ｘ做 的动 要 Ｄ Ａ 画， 这样 的三 维场景 交互性 差 、 培训 效果 不好 ．２ － Ｏ ｅＧ 是 由 Ｓ Ｉ公 司 在 其 Ｇ Ｇａｈｃ ｐｎ Ｌ Ｇ Ｌ（ ｒｐｉ ｓ
ｓ ｃ ｓ ｎ ｒ ｌ ｒｌｉ ｇ，ｔ ｐ，ｓ ａ ｋ ｅ，ｏ ｓｉ ｕ ｈ ａ ｏ ｍａ ｄ ｌｎ ｉ ｉ ｒ ｈ ｃｌ ｎ ｌｐ，ａ ｄ Ｓ ｎ． ｎ Ｏｏ Ｋｅ ｒ ｓ：ｄ ｌｉ ｇ；３ ｓ ｅ ｅ；Ｏｐ ｎＧＬ；３ＤＳ ＭＡＸ ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｒ ｌｎ Ｄ ｃ ｎ ｅ
OpenGL图形编程3二维观察与三维变换(陈永强)
在投影变换之前必须指定当前处理的是投影
变换矩阵： glMatrixMode(GL_PROJECTION)； glLoadIdentity()；
34
3.2.5投影变换
平行投影
视景体是一个矩形的平行管道，也就是一个长方
体，其特点是无论物体距离相机多远，投影
后的物体大小尺寸不变。
OpenGL图形编程
武汉纺织大学数学与计算机学院 授课教师：陈永强 教授
1
3. OpenGL二维观察与三维变换
3.1二维观察 3.2三维变换
2
3. 1OpenGL二维观察
实现二维观察的步骤：
3.1.1指定矩阵堆栈 3.1.2指定裁剪窗口 3.1.3指定视区
3
3.1.1指定矩阵堆栈
这段程序中，先声明了一个数组来保存 4×4 矩阵的值，注意这里
矩阵按列优先顺序保存，这意味着先从上往下遍历每一列；
然后使用glLoadMatrix函数将定义的矩阵设置为当前操作的矩阵 。
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3.2.2模型视图矩阵
如果需要执行变换，即把定义的矩阵乘到模型视图矩阵
中。 可以使用函数 glMultmatrix，其函数原型如下： void glMultMatrix{fd}(const TYPE *m); 参数 m 为一个以列优先顺序保存16个连续值的数组。
换和模型变换是相同的，把这两者分开完全是为了程 序员的方便，向后移动对象和向前移动参考系之间并 没有本质差别。术语“模型视图”表示你可以把这类 变换视为模型变换或视图变换，但实际上并无区别， 因此称它为模型视图变换。
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3.2.1变换种类
投影变换：对视见空间进行修剪和改变大小；