先進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)答案

1、1、OPENGL是什么？簡(jiǎn)述其發(fā)展歷史OpenGL是近幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)性能卓越的三維圖形標(biāo)準(zhǔn)，它是在SGI等多家世界聞名的 計(jì)算機(jī)公司的倡導(dǎo)下，以SGI的GL三維圖形庫(kù)為基礎(chǔ)制定的一個(gè)通用共享的開(kāi)放式三維圖 形標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)展歷史：1、1992年7月，SGI公司發(fā)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(huì)上宣布了 OpenGL 3.0圖形接口 規(guī)范；

2、6、2009年3月又公布了升級(jí)版新規(guī)范OpenGL 3.1；7、2009 年 8 月 Khronos 小組發(fā)布了 OpenGL 3.2；8、2010 年 7 月 26 日發(fā)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(huì)上Khronos發(fā)布了新的OpenGL4.2標(biāo)準(zhǔn)；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(diǎn)與不足OpunCL 圣*點(diǎn) 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(tǒng)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(xiǎn)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(chóng)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(hù)1處比手11異笙？相L I苦I刀多殳會(huì)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(kù)，沒(méi)有提供幾何實(shí)體圖元，不能直接用以描述場(chǎng) 景。2、OpenGL僅提供圖形繪制功能，甚至沒(méi)有交互功能。3、OpenGL缺乏面向?qū)ο蠊δ堋?、OpenGL僅是一個(gè)包含120多個(gè)圖形函數(shù)組成的圖形庫(kù)，它缺乏面向?qū)ο竽芰?，不?合當(dāng)前流行的軟件設(shè)計(jì)思想，況且它與操作系統(tǒng)之間的連接煩瑣，每次創(chuàng)建OpenGL應(yīng)用 程序時(shí)都需要重新書(shū)寫(xiě)連接代碼，而無(wú)法共享這部分公用代碼，另外在Visual C+環(huán)境中 編程時(shí)，它把對(duì)像素結(jié)構(gòu)描述、著色環(huán)境創(chuàng)建等代碼都添加到視類中處理，不符合軟件編程 習(xí)慣，不利于了解程序編制的流程、思路和思想。3、圖形

5、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)21.計(jì)算肌圖形系統(tǒng)概述2.1.1.計(jì)算機(jī)圖町系筮的功能計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)留形硬件和計(jì)算機(jī)圖形軟件組成它的基木任務(wù)是仙究如何. inf用計(jì)算機(jī)生成、姓理和晝小圖珞 十交互式計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)應(yīng)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(jì)算能(Computing)；.成包拈地體設(shè) 計(jì)和分析方法的程.序庫(kù).描述推體的圖形數(shù)據(jù) 庫(kù)，數(shù)揖庫(kù)刊財(cái)坐標(biāo)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(guān)系的料測(cè)座等。5)有牌功能V圮怛殷X打計(jì)算機(jī)內(nèi)存倍器 利汁存儲(chǔ)髀中依能存旭各利噂體的j L何數(shù)爵雙 形體之間屈旦K系，E實(shí)覬對(duì)它座據(jù)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(méi)計(jì)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(tǒng)成仃文字、圖后、囹像信息輸山功能.牝顯小屏幕上 顯小設(shè)計(jì)過(guò)程三前的狀態(tài)以及經(jīng)這圖形編珥后的器果“同時(shí)還能通迪歿圖很、打印機(jī)等漫備 實(shí)現(xiàn)硬拷貝輸皿.以便氐即保存n*登U功能UnSctiv心通過(guò)顯小牌或權(quán)他人一機(jī)交互設(shè)備宜接進(jìn)行人TL通胃 對(duì)計(jì)算結(jié)果和圖坍，利用定位、拾取等手段送行.修改 同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)斤或操作員執(zhí)打的新誤治 予必要的提示和指助.以.5料時(shí)能是個(gè)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(yīng)用敕件圖形支掛址件卜字模字障厚 一 isste型 L幾何描配數(shù)據(jù) 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(tǒng)囹形擴(kuò)底 U圖形削os程序 J僵言圖形語(yǔ)句 圖形于程序座 L圖形款件包L微皿荷算機(jī)一 1：作站計(jì)算機(jī)網(wǎng)籍中小地十算機(jī)囹拒抽及設(shè)備一圖形輸出設(shè)備圖形顯示設(shè)備圖2 2 汁棄機(jī)閣推第觥的結(jié)物主要有兩部分構(gòu)成，1、輸入設(shè)備（輸入硬件如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)及手寫(xiě)板;）2、圖形形成設(shè)備（如處理器、內(nèi)存及幀緩沖）；3、輸出設(shè)備（顯示器等）；函數(shù)Primitives （圖元函數(shù)）Attributes（屬性函數(shù)）Viewing （觀察函數(shù)）Contro 1（控制函數(shù)）

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

9、二，可以像對(duì)針孔照相機(jī)所做的那樣.利用簡(jiǎn)單的兒何方法計(jì)算圖像?？紤]如圖1.17所示 的包含觀察者和簡(jiǎn)單對(duì)象的例視圖。圖1.17(a)所示的視圖和針孔照相機(jī)的情形類似。注意物體的 像相對(duì)于物體足倒立的。在實(shí)際的照相機(jī)中，可以通過(guò)翻轉(zhuǎn)膠片來(lái)獲得正立的像.但對(duì)于虛擬照相 機(jī)，可以使月個(gè)簡(jiǎn)單的技巧而尤須翻轉(zhuǎn)。在透鏡前畫(huà)另一個(gè)平面(見(jiàn)圖1.17(b).三維的情景示 于圖1.18八為r找出對(duì)象上的-點(diǎn)在虛擬成像平面上所成的像，從該點(diǎn)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(jīng)過(guò)投影中心.在這個(gè)虛

10、報(bào)照相機(jī)中，稼到透鏈前由來(lái)的瞭擬成像平面禰為投影平面 (praecLioR plane ),對(duì)象上點(diǎn)的像位于投影線和投影F何的變點(diǎn)匚第5章將詳細(xì)討論這個(gè)過(guò)棵并 S出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式匚陽(yáng)1-17圖撤生戒的兩個(gè)等價(jià)視圖1的在照相機(jī)的后部波像；5J杷成像平詢藥到睫踞機(jī)前兩朗1.1&利用虛以雅相機(jī)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(jī)的技片 平面上完整地成像，視律就是用來(lái)節(jié)述這個(gè)限制的、切圖19所示，在虛擬照相機(jī)中，可以通對(duì)在 投彩平面內(nèi)設(shè)置一裁J孑矩形(ctippirg rectangle )或者裁取櫥口( clipping window)來(lái)把這個(gè)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(guò)這個(gè)盲口現(xiàn)察場(chǎng)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(duì)象會(huì)在圖像中 出現(xiàn)口好處：1、分離的對(duì)象，瀏覽器，光源；2、二維圖形是三維圖形的一個(gè)特例；3、導(dǎo)致簡(jiǎn)單的軟件API4、導(dǎo)致簡(jiǎn)單軟件API (指定物體，燈光，攝像機(jī)，屬性；執(zhí)行確定圖像);5、導(dǎo)致快速的硬件實(shí)現(xiàn)；5、OpenGL流水線結(jié)構(gòu)流水線體系結(jié)構(gòu)(PipelineArchitecture) a* (b + c)大大提高系統(tǒng)的吞吐率(throughput)b 一TAI*A 十尚豚用程序進(jìn)行OpcrGL API函數(shù)謫用的時(shí)候，OpcnGL命令將

12、被成在一個(gè)帝令簇沖區(qū) 中，這樣，帝令緩沖區(qū)中包含了大量的命令-頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和絞埋數(shù)據(jù)-肖這個(gè)繚沖區(qū)被清空時(shí), 繾沖區(qū)中的命令和數(shù)據(jù)都粽俺庭紿流水城的下一個(gè)階段，或者盹，只有當(dāng)帶令短沖區(qū)被清空 時(shí)r OpcnSL命令才會(huì)被執(zhí)行:圖L3顯示T一條簡(jiǎn)化原的OpEiGL流水縱陽(yáng)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(diǎn)數(shù)據(jù)通常還要進(jìn)行幾何變換以茂光照計(jì)算，井 逋過(guò)揩定的方法進(jìn)行投婚，為下一步光棚化撒準(zhǔn)備e光袖化根據(jù)閣形的兀何形狀、頷色和致 理數(shù)據(jù)產(chǎn)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(jié)果最后被放世在帔繾 存中帔緩存是圖形顯示設(shè)備的內(nèi)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