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基于OpenGL的三维电子沙盘系统的设计与实现的中期报告

摘要

本文介绍了一个基于OpenGL的三维电子沙盘系统的设计与实现的中期报告。该系统利用OpenGL图形库实现三维模型的渲染，同时利用鼠标、键盘及触控板等输入设备实现用户的交互操作。本文主要介绍了该系统的设计方案、功能模块及实现技术，重点阐述了三维模型的加载与渲染、交互操作的设计与实现等方面。

关键词：OpenGL；三维电子沙盘；渲染；交互操作

1.系统设计方案

本系统采用OpenGL作为图形库，利用C++语言设计实现，主要分为三个模块：图形渲染模块、交互操作模块和数据管理模块。

1.1图形渲染模块

该模块实现了三维模型的加载和渲染，主要包括模型导入、光照、纹理、阴影等功能。其中模型导入采用Assimp库，纹理采用SOIL库，阴影采用ShadowMapping技术。

1.2交互操作模块

该模块实现了用户与三维模型的交互操作，如缩放、旋转、平移、拾取等。通过对用户的输入设备（如鼠标、键盘、触控板等）进行监听和响应，实现用户的交互操作。

1.3数据管理模块

该模块主要负责数据的管理和存储，包括模型的信息、场景的信息、用户的交互信息等。在该模块中，我们采用了SQLite3作为数据库，对数据进行管理和存储。

2.功能模块

2.1模型加载与渲染

该功能模块是系统的核心模块，主要实现三维模型的加载和渲染。模型加载采用Assimp库实现，能够支持多种格式的模型文件，包括.obj、.3ds、.fbx等。同时，我们也实现了纹理的功能，通过SOIL库实现。除此之外，我们还实现了阴影的功能，采用ShadowMapping技术实现。

2.2交互操作设计与实现

该功能模块主要实现了用户与三维模型的交互操作，如缩放、旋转、平移、拾取等。通过对用户的输入设备（如鼠标、键盘、触控板等）进行监听和响应，实现用户的交互操作。具体实现中，我们采用了GLUT库对用户的输入设备进行监听和响应。

2.3数据管理和存储

该功能模块主要负责数据的管理和存储，包括模型的信息、场景的信息、用户的交互信息等。在该模块中，我们采用了SQLite3作为数据库，对数据进行管理和存储。通过该模块，我们可以实现对模型、场景和用户信息的存储、查询和修改。

3.实现技术

3.1OpenGL

OpenGL是一个跨平台的图形API，可用于开发各种图形应用程序，包括三维应用程序。OpenGL提供了一套跨平台的图形渲染API，可以基于各种平台实现高质量的三维图形和动画。

3.2Assimp

Assimp是一个开源的3D模型导入库，支持多种格式的模型文件导入，如.obj、.3ds、.fbx等。Assimp可以将各种格式的3D模型导入到统一的数据格式中，方便进行操作和渲染。

3.3ShadowMapping

ShadowMapping是一种基于光源的阴影技术，是现代游戏开发中常用的阴影实现方法之一。ShadowMapping会将场景从光源视角渲染到一个深度纹理贴图中，然后使用该深度纹理贴图来计算场景中物体的阴影。

4.结论

本文介绍了一个基于OpenGL的三维电子沙盘系统的设计与实现的中期报告。该系统利用OpenGL图形库实现三维模型的渲染，同时利用鼠标、键盘及触控板等输入设备实现用户的交互操作。本文主要介绍了该系统的设计方案、功能模块及实现技术，重点阐述了三维模型的加载与渲染、交互操作的设计与实现等方面。未来，我们将深入优化系统性能、完善功能模块及拓展应用场景。