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基于OpenGL的三维模型交互显示研究 1 ， 1 （1.） 摘要：本文采用现今已被广泛认可的3D图形开发标准即OpenGL免费的图形库针对三维模型的交互显示进行研究。主要论述了OpenGL的技术特点与显示原理，模型交互变换原理。在此基础上设计实现了基于OpenGL的三维模型交互显示。 关键词：OpenGL；三维模型；交互显示 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A The Research on the Interactive Display of Three-dimensional Model Based on OpenGL 1, XX 1 (1.XXXXXXXXXXXX) Abstract: Open Graphics Library, has been widely recognized as the development standard of 3D graphics, is adopted for the research of the interactive display of three dimensional models. Some questions were discussed, including the display principles of OpenGL, model interactive transformation principle. Finally, the interactive display of three dimensional model based on OpenGL was developed. Keywords: OpenGL; Three-dimensional model; Interactive display 1 引言 随着图形技术的发展，三维模型的建模技术得到了广泛的应用，同时人们也越来越多的通过计算机显示三维模型来进行人机交互，进而更好的对已存在的三维模型进行修改。三维模型的交互显示是人机友好的一个重要方面，为了可以通过计算机的二维屏幕全面观察和了解以及修改三维模型，计算机必须能够实现对三维模型的交互显示变换，即用户可以通过鼠标、键盘或其他输入设备控制三维模型的显示位置，放大缩小，旋转，移动等功能。OpenGL是一个跨平台、功能强大、调用方便的底层图形库，已成为三维图形开发标准，具有高度的可靠性、可扩展性、可伸缩性、灵活性等特点。OpenGL中可利用模型变换和视点变换实现对三维模型的显示变换，OpenGL实用库提供了gluLookAt（）函数执行视点变换，glMatrixMode()函数设置所需要的矩阵模式，glViewPort()函数设置视口的大小和位置。简单的使用这些函数就可以实现三维模型的交互显示，因此采用OpenGL开放图形库进行三维模型的交互显示研究。 2 OpenGL的技术特点与显示原理 2.1 OpenGL的技术特点 OpenGL是Open Graphics Library的缩写，它是SGI公司开发的一套高性能图形处理系统，是图形硬件的软件界面，意为开放的图形库。通过OpenGL程序员可以创建交互式的应用程序，实现具有逼真效果的三维图形图像，从而在要求高度模拟真实世界的诸多领域中可以大显身手。由于其开放性和高度的可重用性，目前已成为业界标准。OpenGL被设计成独立于硬件、独立于窗口系统的，在运行各种操作系统的各种计算机上都可用，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作，是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。 OpenGL是输出到图形硬件的一个软件编程接口，大约包括120条不同命令，用来定义三维物体和交互式应用的各种操作。OpenGL用户必须从几何图元( Geometric primitives)的点、线和多边形开始构造所希望的三维模型。它在构造三维立体时，从共面性能考虑，使用三角形来逼近空间实体。它具有建模、坐标变换、光线处理、色彩处理、动画以及其它更先进的高级图形处理能力，如纹理映射、物体运动模糊效果等，可以制作真实感非常强的三维立体图形。 2.2 OpenGL的显示原理 在OpenGL显示过程中，三维模型经过变换管线中的模型或视点变换、投影变换、三维裁剪、视口变换等，最终在二维屏幕上显示为真实感的图像。三维模型显示到二维屏幕，如图1所示。图中，坐标系X m Y m Z m—世界坐标系；Xv Yv Z v—OpenGL视点坐标系，两个坐标系均符合右手规则。投影变换定义了一个视景体，视景体限定了能够在屏幕上显示的模型空间区域，视景体外的空间是不可见的。视景体在正交投影下为长方体，它是根据视点坐标系构建的，即当从视点坐标系Z v轴正方向往其负方向看时，X v正向指向右手方向，Y v正向指向头顶方向，此时视景体的左和