论基于OpenGL技术的三维建模设计
作者:佚名; 更新时间:2014-12-05
[论文关键词]三维重构 OpenGL 3ds文件
[论文摘要]OpenGL即开放性图形库,它是一种高性能的开放式且功能强大的3D图形库,具有几百个指令和函数。本文讨论了两种将常见三维模型转入OpenGL中实现交互的方法,首先对3DS文件进行分析,然后给出转化的思路。从而将三维建模软件产生的三维模型移植到三维场景中,实现仿真。
OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”即“开放的图形程序接口”,因为其良好的可移植性和跨平台性,已逐渐成为高性能图形开发和交互式视景仿真的国际图形标准。它是一种高性能的开放式且功能强大的3D图形库,具有几百个指令和函数。使用这些指令和函数可以构造出高质量的静止物体模型和动态图像,并且可以实现对模型的实时交互操作过程。但是OpenGL中并没有提供建模的高级命令,其实现过程也是通过基本的几何图元点、线和多边形来建立三维立体模型的,过程比较繁琐,编程量较大。
现在有许多优秀的三维建模软件如3DS MAX,AUTOCAD等,都可以根据对象很方便地建立物体模型,且不需要编程便可很直观的构造模型,模型的外观更为精细。在OpenGL中使用三维模型一种比较好的方法是先用三维建模软件建立模型,再把这些模型转入OpenGL程序,对其进行控制。本文主要讨论将三维模型转入OpenGL程序常见的两种方法。
一、模型的三维数据格式
存储三维图形数据的文件格式有很多种,其中比较常见的有: obj格式、3DS格式、WRL格式等。在本文中以3DS格式为例进行介绍。在将三维模型转入OpenGL之前,首先将三维模型保存为3DS格式。在3DS文件中就保存了所建模型模型的所有三维数据信息,包括模型全部顶点、面、材质、法线和纹理等的数据信息。3DS文件是由许多块组成,每个块首先描述其信息类别,即该块是如何组成的。块的信息类别用ID来标识,块还包含了下一个块的相对位置信息,便于跳转。
二、将模型转入OpenGL程序的两种方法
(一)编写OpenGL程序,将模型转入
将模型转入OpenGL的程序中总共用到3种主要的数据结构:顶点集(Vertices)、多边形列表(PolyList)、和相关三角形列表(CommonTriangleList)。顶点集是顶点及其法向量的列表,多边形中的顶点将用在下标表示,OpenGL将这个数组视为一个顶点数组。这里存储的法向量是每一个顶点的法向量,而不是多边形的法向量。多边形列表包括一些列的材质,一个材质由这样一组属性组成:漫反射颜色、光照度、和纹理映射等。与每一种材质相对应的是一组三角形,每一个三角形由一组三元整数组表示,它们分别是三角形每个顶点在顶点集中的下标。相关三角形列表与顶点集具有相同的大小,它是一个指向多边形列表每一个包括该顶点的三角形的链表。
[论文摘要]OpenGL即开放性图形库,它是一种高性能的开放式且功能强大的3D图形库,具有几百个指令和函数。本文讨论了两种将常见三维模型转入OpenGL中实现交互的方法,首先对3DS文件进行分析,然后给出转化的思路。从而将三维建模软件产生的三维模型移植到三维场景中,实现仿真。
OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”即“开放的图形程序接口”,因为其良好的可移植性和跨平台性,已逐渐成为高性能图形开发和交互式视景仿真的国际图形标准。它是一种高性能的开放式且功能强大的3D图形库,具有几百个指令和函数。使用这些指令和函数可以构造出高质量的静止物体模型和动态图像,并且可以实现对模型的实时交互操作过程。但是OpenGL中并没有提供建模的高级命令,其实现过程也是通过基本的几何图元点、线和多边形来建立三维立体模型的,过程比较繁琐,编程量较大。
现在有许多优秀的三维建模软件如3DS MAX,AUTOCAD等,都可以根据对象很方便地建立物体模型,且不需要编程便可很直观的构造模型,模型的外观更为精细。在OpenGL中使用三维模型一种比较好的方法是先用三维建模软件建立模型,再把这些模型转入OpenGL程序,对其进行控制。本文主要讨论将三维模型转入OpenGL程序常见的两种方法。
一、模型的三维数据格式
存储三维图形数据的文件格式有很多种,其中比较常见的有: obj格式、3DS格式、WRL格式等。在本文中以3DS格式为例进行介绍。在将三维模型转入OpenGL之前,首先将三维模型保存为3DS格式。在3DS文件中就保存了所建模型模型的所有三维数据信息,包括模型全部顶点、面、材质、法线和纹理等的数据信息。3DS文件是由许多块组成,每个块首先描述其信息类别,即该块是如何组成的。块的信息类别用ID来标识,块还包含了下一个块的相对位置信息,便于跳转。
二、将模型转入OpenGL程序的两种方法
(一)编写OpenGL程序,将模型转入
将模型转入OpenGL的程序中总共用到3种主要的数据结构:顶点集(Vertices)、多边形列表(PolyList)、和相关三角形列表(CommonTriangleList)。顶点集是顶点及其法向量的列表,多边形中的顶点将用在下标表示,OpenGL将这个数组视为一个顶点数组。这里存储的法向量是每一个顶点的法向量,而不是多边形的法向量。多边形列表包括一些列的材质,一个材质由这样一组属性组成:漫反射颜色、光照度、和纹理映射等。与每一种材质相对应的是一组三角形,每一个三角形由一组三元整数组表示,它们分别是三角形每个顶点在顶点集中的下标。相关三角形列表与顶点集具有相同的大小,它是一个指向多边形列表每一个包括该顶点的三角形的链表。
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