三维图形及动画场景的显示，就是把所建立的三维空间模型，经过计算机的
复杂处理，最终在计算机二维屏幕上显示的过程。一般，设计三维图形软件要经
过以下步骤：
A．图元建立三维模型。(以OpenGL（Open Graphics Library)为例，OpenGL
是一个开放的图形程序库,它可在UNIX、Windows 95、Windows NT等环境下运行）
B．设置观看物体的窗口和观看点（视点）。
C．设定各物体的属性（如色彩、光照、纹理映射等）
D．如果要物体动起来，还要进行图形变换（如几何变换、视窗变换和投影变换等）。
E．三维图形的二维化。
流程如下：
利用OpernGL的库函数， 我们能较容易按步骤实现三维图形处理软件的设计。
1. 建立三维模型
建立三维模型，就是在三维坐标系中画三维场景。利用画点（Point）、画线（Line）
、画多边形(Polygon)等函数可以建立复杂的空间模型。在表示三维空间时，一般用齐次
坐标（Homogeneous Coordinate）。在实际应用时一般把一系列顶点（Vertex ）组织起
来以构成物体或图元。
2.置窗口和视口
图形显示的区域称为显示窗口。流程顺序为：
定义一个窗口一般由以下步骤完成：设置窗口模式，设置窗口位置、大小，初始化窗
口，窗口颜色设置。
清理窗口是指把窗口清成某种颜色。
要观看场景，也需要一个窗口，即视口。通俗地讲，视口变大，场景被放大；视口变
小，场景被缩小。
3.设置光照
要使物体具有真实感，就要对物体进行光照处理。在计算机图形学中，物体的真实
感应考虑两种因素：光源和物体材质。
光源：对人眼而言，光线照射物体可以看见两种光：反射光和透射光，其中反射光
有三个成分：环境反射、漫反射和镜面反射。
光源的实现过程为：
常用的有： 环境光、漫反射光、镜面反射光、光源位置、点光源聚光指数、点
光源聚光指数、点光源发散角。
材质：材料的颜色是由物体对R、G、B光的反射率来定义的，它也分为环境光、
漫反射光和镜面反射光。
4. 动画
三维动画，就是把三维物体通过各种三维图形变换，把它投影到视口中。OpenGL
提供双缓存来制作动画。计算机在显示前台缓存中的画面同时，在后台缓存中绘制下
一帧画面，需要显示后台缓存中的画面时，只要用函数把前后台缓存交换即可：图形
变换常用的函数，有：平移、旋转、放缩。
三维图形是通过二维视口（屏幕）来观看的，因此，对三维图形要进行投影变换
和透视变换。 |