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opengl總結(jié)報(bào)告

時間:2020-12-04 10:51:43 報(bào)告 我要投稿

opengl總結(jié)報(bào)告

  OpenGL總結(jié)

opengl總結(jié)報(bào)告

  一.OpenGL是做什么的

  一種圖形硬件的接口。而不是像C和C++一樣的編程語言,更像是一個運(yùn)行庫,提供一些預(yù)先封裝的函數(shù)。

  二.OpenGL的主要功能是什么

  建模,變換,顏色模式設(shè)置,光照和材質(zhì)設(shè)置,紋理映射,位圖顯示和圖像。

  三.OpenGL的體系結(jié)構(gòu)是什么

  最底層為圖形硬件,第二層為操作系統(tǒng),第三層為窗口系統(tǒng),第四層為OpenGL,第五層為應(yīng)用軟件。

  四.怎么樣利用OpenGL來實(shí)現(xiàn)我們想要做的事情

  首先要明白一點(diǎn),OpenGL是一個與平臺無關(guān)的三維圖形接口,操作系統(tǒng)必須提供像素格式管理和渲染環(huán)境管理。因此要使用OpenGL來做我們想做的事情的時候,一定要先為OpenGL搭建一個窗口環(huán)境。在這個窗口環(huán)境中,我們才能夠使用OpenGL來實(shí)現(xiàn)我們自己的目的。

  另外要注意的是OpenGL應(yīng)用的不是保留模式,而是直接模式。即我們?nèi)ゲ僮鞯牟⒎鞘且呀?jīng)封裝好的一些建好的圖形信息,而僅是相當(dāng)于操作一個圖形界面。也就是說如果我們要畫一個復(fù)雜的形體,我們要把這個形體的幾何信息,包括點(diǎn)、線和面的一些信息包括進(jìn)去,然后使用一定的方法,把這些基本的信息合起來,構(gòu)成我們要創(chuàng)建的那個物體。

  五.繪制圖元能干什么

  此處我們當(dāng)明白,OpenGL能夠繪制復(fù)雜和有趣的圖形,但這些圖形都是由幾個為數(shù)不多的基本圖形元素構(gòu)建而成的。所以,能夠繪制圖元是我們構(gòu)建一個復(fù)雜有趣圖形的一個基礎(chǔ)。這些基本的圖元,包括點(diǎn)、線和面。

  六.變換能干什么

  當(dāng)我們繪制出一個復(fù)雜或者簡單圖形的時候,我們要把這個圖形顯示到我們的電腦屏幕上。這個時候我們可能會需要用到變換,變換的目的是讓我們能夠從一個合適的角度,觀察到我們對圖形中所關(guān)注的那部分。變換包括,視圖變換,模型變換,投影變換。經(jīng)過這幾個變換中的一個變換、幾個變換或者幾種變換的相互組合,我們可以得到我們想要達(dá)到的效果。

  七.光照能干什么

  我們繪制圖形的時候要深切地知道一個事情。那就是我們做出的圖形可能需要有3D效果,或者說需要讓我們做出來的模型更加的有立體感,并和實(shí)際的物體盡量的接近。這個時候,我們可能要加上光照。光照讓我們做出的模型更加立體。

  光照模型、明暗處理、光源設(shè)置、材質(zhì)定義。

  真實(shí)感圖形繪制是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個重要組成部分,它綜合利用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和其他科學(xué)知識在計(jì)算機(jī)圖形設(shè)備上生成象彩色照片那樣的具有真實(shí)感的圖形。在計(jì)算機(jī)圖形設(shè)備上生成真實(shí)感圖形須完成以下四個步驟:

  一是用建模,即用一定的數(shù)學(xué)方法建立所需三維場景的幾何描述,場景的幾何描述直接影響圖形的復(fù)雜性和圖形繪制的計(jì)算耗費(fèi);二是將三維幾何模型經(jīng)過一定變換轉(zhuǎn)為二維平面透視投影圖;三是確定場景中所有可見面,運(yùn)用隱藏面消隱算法將視域外或被遮擋住的不可見面去除;四是計(jì)算場景中可見面的顏色,即根據(jù)基于光學(xué)物理的光照模型計(jì)算可見面投射到觀察者眼中的光亮度大小和顏色分量,并將它轉(zhuǎn)換成適合圖形設(shè)備的顏色值,從而確定投影畫面上每一象素的顏色,最終生成圖形。

  簡單光照模型:當(dāng)光照射到一個物體表面上時,出現(xiàn)三種情形。

  只考慮被照明物體表面的反射光影響,假定物體表面光滑不透明其由理想材料構(gòu)成,環(huán)境假設(shè)為白光照明。

  環(huán)境反射,慢反射和鏡面反射。

  創(chuàng)建光源,啟動光照,明暗處理(在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中,光滑的曲面表面常用多邊形予以逼近和表示,而每個小多邊形輪廓(或內(nèi)部)就用單一的顏色或許多不同的顏色來勾畫(或填充),這種處理方式就成為明暗處理。)

  材質(zhì):材質(zhì)顏色,材質(zhì)定義

  OpenGL用材料對光的紅、綠、藍(lán)三原色的反射率來近似定義材料的顏色。象光源一樣,材料顏色也分成環(huán)境、漫反射和鏡面反射成分,它們決定了材料對環(huán)境光、漫反射光和鏡面反射光的反射程度。

  八.顏色能干什么

  顏色生成原理,計(jì)算機(jī)屏幕上每一個點(diǎn)的顏色都是由監(jiān)視器內(nèi)部的電子槍激發(fā)的三束不同顏色的光混合而成。

  兩種顏色模式:RGB(RGBA)模式和顏色表模式。在RGB模式下,所有的顏色定義全用RGB三個值來表示,有時也加上alpha值。顏色表模式下,每一個象素的顏色是用顏色表中的某個顏色索引值表示,這個顏色索引值指向了相應(yīng)的R、G、B值。

  glcolor*();glIndex*();

  單調(diào)著色(flat)和平滑著色(smooth)

  顏色的作用之一是能讓我們做出的圖形的3D效果更好。

  用法:

  九.混合,抗鋸齒,霧,多邊形偏移,這些干什么

  當(dāng)我們想通過一個顏色的物體,看到另一個顏色物體的時候,這時候要使用混合的功能。OpenGL會把源顏色和目標(biāo)顏色各自取出,并乘以一個系數(shù)(源顏色乘以的系數(shù)稱為“源因子”,目標(biāo)顏色乘以的系數(shù)稱為“目標(biāo)因子”),然后相加,這樣就得到了新的顏色。原因子和目標(biāo)因子是可以通過glBlendFunc函數(shù)來進(jìn)行設(shè)置的。glBlendFunc有兩個參數(shù),前者表示源因子,后者表示目標(biāo)因子。

  圖形繪制到屏幕時,光柵化圖像通過離散的像素點(diǎn)來表示,如此繪制出來的圖元會產(chǎn)生鋸齒。而抗鋸齒則是一種處理,通過這種處理可以在一定程度上消除鋸齒的影響,增強(qiáng)顯示效果。glHint()來對圖像質(zhì)量和繪制速度之間的權(quán)衡作一些控制。

  為了讓我們做出來的圖形和真實(shí)的景物,自然中的景物更加的逼近,要加上一個特效即霧。有了霧的效果,場景看起來才會更加真實(shí)。在OpenGL中,實(shí)現(xiàn)霧的.效果。其工作模式有兩種:線型模式和指數(shù)模式。兩種模式是根據(jù)霧的濃度變化來區(qū)分的。線型模式中,提供一個距離視點(diǎn)的開始位置和結(jié)束位置。從開始到結(jié)束,霧的濃度越來越高。濃度變化和距離成正比。指數(shù)模式下,霧的濃度隨著距離增長呈指數(shù)增長。這種模式常用來用于煙霧。煙幕效果。開啟glEnable(GL_FOG),取消霧的效果glDisable(GL_FOG)。

  線框和填充物體重合時,看起來可能很丑陋;使多邊形偏移,改變其深度值,可以使帶輪廓的物體更美觀。著重顯示實(shí)心物體邊緣時,可以用GL_FILL繪制這個物體,再用GL_LINE重新繪制這個物體。

  十.為什么使用顯示列表

  顯示列表是一組存儲在一起的OpenGL函數(shù),是由一組預(yù)先存儲起來的留待以后調(diào)用OpenGL函數(shù)語句組成,當(dāng)調(diào)用這張顯示列表時就依次執(zhí)行表中所列出的函數(shù)語句。

  其優(yōu)勢是OpenGL顯示列表的設(shè)計(jì)能優(yōu)化程序運(yùn)行性能,尤其是網(wǎng)絡(luò)性能。它被設(shè)計(jì)成命令高速緩存,而不是動態(tài)數(shù)據(jù)庫緩存。即一旦建立了顯示列表,就不能修改它。因?yàn)槿麸@示列表可以被修改,則顯示列表的搜索,內(nèi)存管理的執(zhí)行等開銷會降低性能。如此,也就失去了其最大的優(yōu)勢。顯示列表方式繪圖比瞬時方式快,尤其是顯示列表方式可以大量地提高網(wǎng)絡(luò)

  性能,當(dāng)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出繪圖命令時,由于顯示列表駐留在服務(wù)器中,因而使網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)減輕到最小。在單用戶的機(jī)器上,顯示列表同樣可以提高效率。一旦顯示列表被處理成適合于圖形硬件的格式,則不同的OpenGL實(shí)現(xiàn)對命令的優(yōu)化程度也不同。

  顯示列表的適用場合。需要注意的是并不是只要調(diào)用顯示列表就能優(yōu)化程序性能。因?yàn)檎{(diào)用顯示列表本身時程序也有一些開銷,若一個顯示列表太小,這個開銷將超過顯示列表的優(yōu)越性。

  矩陣操作,光柵位圖和圖像,光、材質(zhì)和光照模型、紋理、多邊形的填充模式。

  void glNewList(GLuint list,GLenum mode);

  void glEndList(void);

  void glCallList(GLuint list);

  十一. 紋理,和繪制像素,位圖,字體,圖像

  當(dāng)我們想要使繪制出的模型顯得更加得真實(shí),此時我們可能需要給圖形加上紋理,尤其是真實(shí)感的物體。紋理映射的方式,讓我們在繪制真實(shí)感圖形的時候,變得簡單。紋理映射能夠保證在變換多邊形時,多邊形上的紋理圖案也隨之變化。

  紋理映射的基本步驟:定義紋理,控制濾波,說明映射方式,繪制場景——給出頂點(diǎn)和紋理坐標(biāo)和幾何坐標(biāo)。

  紋理映射只能在RGBA方式下執(zhí)行,不能運(yùn)用于顏色表方式。

  計(jì)算機(jī)保存圖象的方法有兩種:矢量圖和像素圖。矢量圖保存了圖象中每一個幾何物體的位置、形狀、大小等信息。像素圖是將完整的圖像縱橫分為若干行、列,這些行列使得圖象被分割為很細(xì)小的分塊,每一分塊稱為像素,保存每一像素的顏色也就保存了整個圖像。

  glReadPixels:讀取一些像素,把已經(jīng)繪制好的像素(可能已經(jīng)被保存到顯卡的顯存中)讀到內(nèi)存。

  glDrawPixels:繪制一些像素,把內(nèi)存中一些數(shù)據(jù)作為像素?cái)?shù)據(jù),進(jìn)行繪制。

  glCopyPixels:復(fù)制一些像素,把已經(jīng)繪制好的像素從一個位置復(fù)制到另一個位置。

  OpenGL除去點(diǎn),線,多邊形,的另外兩種重要的數(shù)據(jù)類型:位圖和圖像。這兩種數(shù)據(jù)都是以象素矩陣形式存儲,即用一個矩形數(shù)組來表示某一位圖或圖像。二者不同之處是位圖包含每個象素的一位信息,而圖像數(shù)據(jù)一般包含每個象素的多位信息;位圖類似于掩碼,

  可用于遮掩別的圖像,而圖像數(shù)據(jù)則簡單地覆蓋先前已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)或與之混合。

  十二. 幀緩存

  顏色緩存color buffer其中內(nèi)容可以是顏色索引或者RGBA數(shù)據(jù),如果用OPENGL系統(tǒng)支持立體圖,則有左右兩個緩存。

  深度緩存depth buffer就是Z-BUffER,用于保存像素Z方向的數(shù)值,深度大的被深度小的代替,用以實(shí)現(xiàn)消隱。

  模板緩存Stencil Buffer用以保持屏幕上某些位置圖形不變,而其他部分重繪。

  累計(jì)緩存Accumulation buffer只保存RGBA數(shù)據(jù),用于合成圖象。

  glGetIntegerv()查詢每個像素占據(jù)的緩存空間的參數(shù)。

  顏色緩存存儲了顏色索引或RGB顏色數(shù)據(jù),還可能存儲了alpha值

  支持立體觀察stereoscopic viewing的OpenGL實(shí)現(xiàn)有左顏色緩存和右顏色緩存,它們分別用于左立體圖象和右立體圖象。

  深度緩存,存儲了每個像素的深度值,通常是離視點(diǎn)的距離,因此深度值大的像素會被深度值小的像素覆蓋。

  累積緩存也存儲RGBA顏色數(shù)據(jù),將一系列的圖像合成一幅圖像。可以對圖像進(jìn)行超量采樣,然后對樣本進(jìn)行平均,并將結(jié)果寫入顏色緩存中,從而實(shí)現(xiàn)場景反走樣,不能將數(shù)據(jù)直接寫入累積緩存,累加操作總是針對一個矩形塊的,通常是將數(shù)據(jù)移入或移出顏色緩存。

  清空緩存

  指定要讀寫的顏色緩存

  寫入glDrawBuffer();

  讀取glReadBuffer();

  屏蔽緩存:設(shè)置掩碼,用于控制寫入到指定緩存中的數(shù)據(jù)。

  禁用深度緩存:如果背景很復(fù)雜,則在背景繪制之后,禁用深度緩存,繪制新增物體,只要不相互重疊。下一幀時,只需要恢復(fù)數(shù)據(jù)圖像,無需恢復(fù)深度緩存中的值。

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