1、1、OPENGL是什么？簡述其發展歷史OpenGL是近幾年發展起來的一個性能卓越的三維圖形標準，它是在SGI等多家世界聞名的 計算機公司的倡導下，以SGI的GL三維圖形庫為基礎制定的一個通用共享的開放式三維圖 形標準。發展歷史：1、1992年7月，SGI公司發布了 OpenGL的1.0版本；2、1995 年 OpenGL 的 1.1 版本；3、2003 年的 7 月 28 日，SGI 和 ARB 公布了 OpenGL 1.5；4、2004 年 8 月，OpenGL2.0 版本；5、2008年8月初Khronos工作組在Siggraph 2008大會上宣布了 OpenGL 3.0圖形接口 規范；

2、6、2009年3月又公布了升級版新規范OpenGL 3.1；7、2009 年 8 月 Khronos 小組發布了 OpenGL 3.2；8、2010 年 7 月 26 日發布 OpenGL 4.1 和 OpenGL OpenGL Shading Language 4.109、2011年8月9日在溫哥華舉行的SIGGRAPH 2011大會上Khronos發布了新的OpenGL4.2標準；10、2012年8月7日，Khronos Group組織也公布了桌面版OpenGL的最新版本4.3；2.、OPENGL的特點與不足OpunCL 圣*點 C2 / 3)冬彳亍秘犬x,咨以使m空硬件朽系齊括UI口丁吏

3、用敝仆更件紉I *具村 臣 女子-白勺1中由矛吒J.ii j -opc-nCiL 八尸UKJl卸汆尸n半呈由 口丁以舊彳_T & 許彩 綠統上， 色才舌錚利，月2子也皆r- eu OpvrC：基;平存 n、匚 C 3 Z 3 只年壬 m 牡r白勺切）ta任M QpucOJ私；冷止 fJt 丁仝 左了自勺工JLr肯險由、尤柯LfLill.JI-次 J3 +,叮-LX.成訪虧大史相刈七E打七相白勺戶向嗷.- -T1如坨-I Jj I飛勺13 L-J盧恁 公 敬:沖蟲一入 :.木-* flJ rni_J1 f r. I JIU匕，0日口1-口自庠外蛙居淄心比護1處比手11異笙？相L I苦I刀多殳會f

4、刖 與章彳去口勺 處月旻不足：1、由于OpenGL是3D圖形的底層圖形庫，沒有提供幾何實體圖元，不能直接用以描述場 景。2、OpenGL僅提供圖形繪制功能，甚至沒有交互功能。3、OpenGL缺乏面向對象功能。4、OpenGL僅是一個包含120多個圖形函數組成的圖形庫，它缺乏面向對象能力，不符 合當前流行的軟件設計思想，況且它與操作系統之間的連接煩瑣，每次創建OpenGL應用 程序時都需要重新書寫連接代碼，而無法共享這部分公用代碼，另外在Visual C+環境中 編程時，它把對像素結構描述、著色環境創建等代碼都添加到視類中處理，不符合軟件編程 習慣，不利于了解程序編制的流程、思路和思想。3、圖形

5、系統的結構21.計算肌圖形系統概述2.1.1.計算機圖町系筮的功能計算機圖形系統是由計算機留形硬件和計算機圖形軟件組成它的基木任務是仙究如何. inf用計算機生成、姓理和晝小圖珞 十交互式計算機圖形系統應Si苛算、存儒-塵互、輸 入和輸出弊5申JL擁如圈工I所小=1；計算能(Computing)；.成包拈地體設 計和分析方法的程.序庫.描述推體的圖形數據 庫，數揖庫刊財坐標的平移、就總投 透 視等兒何變換程序圭、帥懿、lIllH生成和囹出相 色關系的料測座等。5)有牌功能V圮怛殷X打計算機內存倍器 利汁存儲髀中依能存旭各利噂體的j L何數爵雙 形體之間屈旦K系，E實覬對它座據的土：H檢 索以威

6、男壽耐圖形的刪麝 增島恪改第代翥箱入助能input由圖形輸入度備將所沒計的圖形形體的L何畬射例如大小、 位W等)和各利歐閣命今粒入到閣地稟納申r輸出功能(Ouiput).圖形系統成仃文字、圖后、囹像信息輸山功能.牝顯小屏幕上 顯小設計過程三前的狀態以及經這圖形編珥后的器果“同時還能通迪歿圖很、打印機等漫備 實現硬拷貝輸皿.以便氐即保存n*登U功能UnSctiv心通過顯小牌或權他人一機交互設備宜接進行人TL通胃 對計算結果和圖坍，利用定位、拾取等手段送行.修改 同時對設計斤或操作員執打的新誤治 予必要的提示和指助.以.5料時能是個圈形.系鴕所二備的最基本-力能，至母-功能中具有哪 因叩1的系筑加

7、異=用形應用敕件圖形支掛址件卜字模字障厚 一 isste型 L幾何描配數據 廠圖形處理欹件 一圖形生成軟件圖形用戶接口圈形情助控制 L圜形工具軟件廠操作系統囹形擴底 U圖形削os程序 J僵言圖形語句 圖形于程序座 L圖形款件包L微皿荷算機一 1：作站計算機網籍中小地十算機囹拒抽及設備一圖形輸出設備圖形顯示設備圖2 2 汁棄機閣推第觥的結物主要有兩部分構成，1、輸入設備（輸入硬件如鍵盤、鼠標及手寫板;）2、圖形形成設備（如處理器、內存及幀緩沖）；3、輸出設備（顯示器等）；函數Primitives （圖元函數）Attributes（屬性函數）Viewing （觀察函數）Contro 1（控制函數）

8、Input （輸入與窗口函數）Query （查詢函數）4、合成相機模型從前而介紹的光學成像系統的模型可以門然地引出現代三維計算機圖形學的概念基礎我們認 為，利用計算機生成圖像和在光學系統中成像是相似的，這一模式稱為虛擬照相機模型(synthetic, camera model )G考慮圖1.16所示的成像系統，圖中仍III包含對象和一個觀察者，這里的觀察者是 一個折疊暗箱照相機圖像是在照相機后部的膠片平而上生成的，為了能夠模們這個過程以生成 人造圖像，需要明確-些基本原理。圖1.16成像系統第一，對象的確定不依栽于觀察者。因此，在一個圖形J車中，可以期望有不同的函數來分別指 定對象和觀褰者。第

9、二，可以像對針孔照相機所做的那樣.利用簡單的兒何方法計算圖像。考慮如圖1.17所示 的包含觀察者和簡單對象的例視圖。圖1.17(a)所示的視圖和針孔照相機的情形類似。注意物體的 像相對于物體足倒立的。在實際的照相機中，可以通過翻轉膠片來獲得正立的像.但對于虛擬照相 機，可以使月個簡單的技巧而尤須翻轉。在透鏡前畫另一個平面(見圖1.17(b).三維的情景示 于圖1.18八為r找出對象上的-點在虛擬成像平面上所成的像，從該點到透鏡的中心連-條線，這條線稱為投(projector),透鐐的中心稱為投影中心(centeryfprojection, COP)0注意*防有 的投影線都經過投影中心.在這個虛

10、報照相機中，稼到透鏈前由來的瞭擬成像平面禰為投影平面 (praecLioR plane ),對象上點的像位于投影線和投影F何的變點匚第5章將詳細討論這個過棵并 S出相關的數學公式匚陽1-17圖撤生戒的兩個等價視圖1的在照相機的后部波像；5J杷成像平詢藥到睫踞機前兩朗1.1&利用虛以雅相機成像還臨須考慮到圖像的大小是受限的前而已豎講到，不是所有物體新5可以在針孔照相機的技片 平面上完整地成像，視律就是用來節述這個限制的、切圖19所示，在虛擬照相機中，可以通對在 投彩平面內設置一裁J孑矩形(ctippirg rectangle )或者裁取櫥口( clipping window)來把這個限制 移到透

11、鏡的熟面四中的矩夠起窗口的作用，位于投岸中心的觀察者透過這個盲口現察場景。靖定 投影中心的位置L投彩平面的位置和方向以及裁葬竄口的大小，就能夠確定邸些對象會在圖像中 出現口好處：1、分離的對象，瀏覽器，光源；2、二維圖形是三維圖形的一個特例；3、導致簡單的軟件API4、導致簡單軟件API (指定物體，燈光，攝像機，屬性；執行確定圖像);5、導致快速的硬件實現；5、OpenGL流水線結構流水線體系結構(PipelineArchitecture) a* (b + c)大大提高系統的吞吐率(throughput)b 一TAI*A 十尚豚用程序進行OpcrGL API函數謫用的時候，OpcnGL命令將

12、被成在一個帝令簇沖區 中，這樣，帝令緩沖區中包含了大量的命令-頂點數據和絞埋數據-肖這個繚沖區被清空時, 繾沖區中的命令和數據都粽俺庭紿流水城的下一個階段，或者盹，只有當帶令短沖區被清空 時r OpcnSL命令才會被執行:圖L3顯示T一條簡化原的OpEiGL流水縱陽3 一條筒化版的OprnGL疏水垸在DpcnGL中，命令韁沖X中的幾何頂點數據通常還要進行幾何變換以茂光照計算，井 逋過揩定的方法進行投婚，為下一步光棚化撒準備e光袖化根據閣形的兀何形狀、頷色和致 理數據產生一系列圖飲的幀綴存地址和圖元的二.維描述值，光枷化的結果最后被放世在帔繾 存中帔緩存是圖形顯示設備的內存，這樣圖像就顯示在屏肆上了。二、編程題#include void mydisplay()(glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glBegin(GL_POLYGON);glVertex2f(-0.5, -0.5);glVerte