基于OpenGL的三维曲面数据场动态显示 (转)

基于OpenGL的三维曲面数据场动态显示

2007-08-20 08:53 作者： 白婷 赵军 朱双华等 出处： 计算机与信息技术 责任编辑： 方舟

　　 摘 要 在大数据量条件下，实时动态显示三维曲面较困难，其关键在于提高三维图形数据处理和图形绘制速度。通过对基于图形工业标准OpenGL实现三维曲面动态显示的原理和方法的讨论，提出采用OpenGL的双缓存、显示列表技术，大幅度提高了图形数据处理和刷新速度，保证了每帧数据图形绘制的连续性和完整性，成功实现了三维曲面数据场实时动态显示。

　　 关键词 OpenGL 三维曲面 动态显示

　　 引言

　　在某三维数据场中，数据随时间的变化而发生变化，为直观观察数据随时间变化的态势，需对数据场的变化实时动态显示。利用网格曲面显示三维数据场是一种直观的方法，但需经过数据插值、投影、曲面拼接、消隐等处理后方可绘制图形，计算量较大。在数据量较大的情况下，实时动态显示三维曲面图形较困难，其关键在于提高每帧图形处理和绘制刷新速度，以保证每帧三维曲面显示时的连贯性和完整性。

　　OpenGL是性能卓越的图形处理工具，采用OpenGL双缓存和绘图操作予编译技术，较好解决了三维图形数据处理和绘图刷新速度问题。利用Visual C++调用OpenGL的三维图形编程接口成功实现了大数据量的三维曲面图形的实时动态显示。

基于OpenGL的三维曲面动态显示实现

　　在使用Visual C++的MFC AppWizard建立应用程序框架后，生成了多个类，与OpenGL编程相关的类是视图类，主要的显示任务都在其中完成。

　　1、基于OpenGL绘图的基本设置

　　1.1 设置必要的编译链接环境

　　OpenGL的图形编程接口包括的主要函数和库函数被封装在动态链接库中，因此在项目中要添加 OpenGL32.dll、glu32.dll和glaux.dll三个库。同时在应用程序的视类头文件中加入OpenGL头文件说明：

　　#include "gl/gl.h"

　　#include "gl/glu.h"

　　#include "gl/glaux.h"

　　1.2 设置像素格式

　　该部分设置绘图所需的像素格式，Windows下采用PIXELFORMATDESCRIPTOR结构设置像素格式，该结构包含26个属性信息，包含了颜色位数、颜色模式、缓存的位数和操作方式，以及是否采用双缓存机制等。

　　1.3 创建着色描述表

　　OpenGL应用程序的设备描述表(DC)称为着色描述表，由它通知Windows在窗口中绘制图形。应用程序必须在绘图之前调用专用函数wglCreateContext()创建自己的着色描述表，调用wglMakeCurrent()使其当前化，退出OpenGL时使着色表非当前化。

　　1.4 创建三维曲面的观察场景

　　OpenGL一般用函数glFrustrum()和glViewport()实现投影变换和视口变换。glFrustrum()定义了一个容纳绘制对象的最大空间区域，即视景体，位于视景体以外的部分都会被剪切掉;glViewport()则定义了一个绘制场景的矩形区域，即视口，用来把场景中的点映射到绘图区。

　　glFrustrum(-1.0,1.0,-2.0,2.0,0.0,7.0);

　　//视景体上、下、