西南交通大学
硕士学位论文
基于OpenGL的三维展览应用
姓名：王绘
申请学位级别：硕士
专业：计算机应用技术
指导教师：尹治本
20060401
西南交通大学硕士研究生学位论文第２页如何实现展览的多样化，让参展方能方便、有效地进行产品展示；让参观者方便地进行参观与交流，这是人们一直寻找和探索的问题。
１．２研究背景
计算机图形学已经进入三维时代，三维图形在人们周围无所不在。诱人的计算机广告、扣人心弦的三维游戏、声势浩大的影视特效，无一不是三维图形大显身手的得意之作。科学可视化、计算机动画和虚拟现实己成为近年来计算机图形学的三大热门话题，而这三大热门话题的技术核心均为三维图形处理。ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ是其中的代表作之一，该软件不仅能通过网络下载察看世界各地卫星影像地图，清晰的看到地面的汽车甚至行人，同时还能以三维方式显示地形。图卜１显示的为贡嘎山冰川三维地形图。
图卜２Ｇｏ０９１ｅＥａｒｔｈ中的三维地图
西南交通大学硕士研究生学位论文第１１页３．１．２几何造型的分类
在几何造型中，描述物体的三维模型有三种，即线框模型、表面模型和实体模型。
１、线框模型。线框模型是最早用来表示物体的模型，计算机绘图是这种模型的一个重要应用。线框模型的缺点是明显的，它用顶点和棱边来表示物体，由于没有面的信息，不能表示表面含有曲面的物体；另外，它不能明确地定义给定点与物体之间的关系，如点是在物体内部、外部还是在表面上。
２、表面模型。表面模型在线框模型的基础上，增加了物体中面的信息，用面的集合来表示物体，而用环来定义面的边界。表面模型扩大了线框模型的应用范围，能够满足面面求交、线面消隐、明暗色彩图等需要。但在该模型中，只有一张张面的信息，物体究竟存在于表面的哪一侧，并没有给出明确的定义，无法计算和分析物体的整体性质，如物体的表面积、体积、重心等，也不能将这个物体作为一个整体去考察它与其它物体相互关联的性质，如是否相交等。
３、实体模型。实体模型是最高级的三维物体模趟，它能完整地表示物体的所有形状信息。可以无歧义地确定一个点是在物体外斋｜ｆ、内部或表面上，这种模型能有效地模拟现实生活中的物体。
线框模型、表面模型、实体模型二者之问的显不区别与效果见图３一ｌ。
图３一ｌ线框模型、表面模型、实体模型图
３．２真实感图形与可视化技术基础
随着计算机图形设备的发展，特别是光栅图形显示器的广泛应用。人们已经不再满足于用线框图来表示立体模型，而是发鼹到餍面模型、实体模型
西南交通大学硕士研究生学位论文第１６页简化技术的研究主要集中于如何建赢原始网格模型的不同层次细节的模喇以及如何建立相邻层次的多边形网格模型之间的几何形状过渡。”’对于原始网格模型的不唰层次细节的模型的建立，我们假设场景的模型都是三角形网格（在实际应用Ｌ卜＿，为了绘制方便，三维场景最后一般鄙被转化为二：角形网格），从网格的几何及拓扑特性山发，存在着＝种不同基本化简操作，它们分别是顶点删除操作，删除网格中的个顶点，然后对它的相邻三角形形成的空洞作三角剖分，以保持刚格的拓扑一致性；边压缩操作，把网格上的一条边压缩为一个顶点，与该边帽邻的两个三角形的退化（面积为零），而它的两个顶点融台为一个新的顶点；而片收缩操作，把网格上的一个面片收缩为一个顶点，该三角形本身和与其相邻的ｉ个ｉ角形都退化，而它的三个顶点收缩为一个新的顶点。这些操作如图３—２所示。
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层次细节显示和简化技术是实到真实感图形学技术中麻州比较多的一个技术，通过这种技术，一Ｕ以较好的简化场景的复杂度，同时，采用不同分辨率的模型束显示复杂场景的４ｉ同物体，使在生成的真实感图像质量损失很小的情况下，来实时的产生真实感图像，满足某砦关键任务的实时性要求。图３—３是牛模型的ｉ个１ｉ同层次细节简化模型。