第二章 OpenGL的二维编程(计算机图形学)

GERBER平板式绘图仪。 1962年：计算机图形学诞生——麻省理工林肯实验
室博士论文——sketchpad：ManMachine Graphical Communication System) 1964年：IBM2250显示器——第一代刷新式随机扫 描图形终端； 1970年——至今：光栅图形显示器的诞生。
2. 交互式绘图
(Interactive Draft)
3. 计算机辅助设计/制造
(CAD/M,Computer Aided Design/Manufacturing)
4. 艺术与娱乐
(Art & Amusement)
5. 模拟与仿真
(Emulation & Simulation)
6. 计算机辅助教学
研究的对象是图形。
3. 图形的定义
从客观世界中抽象出来的带有颜色 和形状信息的图和形。
1.1 计算机图形学的概念及研究内容
4. 图形分类
1）线条式——用线段来表现图形。适合于 反映客观实体的内部结构，因而适合表示各类 如工程技术中的结构图。如，机械零件结构图、 地形图、土木设计中的房屋结构图、平面图布 置图和剖面图。
1.2 计算机图形学的发展
2)输入设备： 光笔、鼠标、操纵杆、跟踪球、输入板、坐标数字化 仪、触摸屏。
1.2 计算机图形学的发展
2. 软件的发展
1）计算机图形学软件种类(3类) （1类）——用现有的高级程序设计语言写成的 软件包。
用户使用时按照相应计算机语言的规定调 用所需要的子程序生成各种图形。较为广泛使 用的图形标准化程序包：GKS、PHIGS、GL。 便于移植但执、行速度效率较低。
1.1 计算机图形学的概念及研究内容
图像处理——则是用摄像或扫描仪等观测手段将客 观世界中原来存在的景物摄制成数字化图像，对图 像进行分析和处理，理解图像的内涵，进而从图像 中提取所关注的景物的二维和三维信息。如：卫星 遥感中的资源探测、气象预报中的云图和海图处理、 人体的CT扫描、工业中的射线探伤、进项图谱分析 等。

opengl面试题OpenGL（Open Graphics Library）是一种跨平台的图形程序接口，被广泛应用于计算机图形学、游戏开发和虚拟现实等领域。

在面试中，对于应聘者来说，熟悉和掌握OpenGL相关知识是非常重要的。

本文将针对OpenGL面试题，从基础知识到高级概念进行详细讲解。

一、OpenGL基础知识1. 什么是OpenGL？OpenGL是一种开放的、跨平台的图形程序接口，由一系列函数库组成，用于渲染2D和3D图形。

它提供了丰富的绘图函数和状态管理函数，可以用于创建和操控渲染管线，实现图形的绘制、变换、光照等操作。

2. OpenGL的版本有哪些？它们之间有何区别？OpenGL的版本包括OpenGL 1.0、OpenGL 2.0、OpenGL 3.0、OpenGL 4.0等。

每个版本都有自己特定的功能和特性，新版本通常会引入更强大的功能和更高效的实现方式。

主要的区别在于对硬件和图形特性的支持程度上有所不同。

3. 什么是渲染管线？渲染管线是OpenGL中的一个重要概念，它描述了图形的处理过程。

渲染管线包括几个阶段，如顶点处理、光栅化、片段处理等。

每个阶段都有特定的功能和输入输出。

熟悉渲染管线的工作原理是理解OpenGL的关键。

4. 什么是顶点缓冲对象（VBO）？顶点缓冲对象是OpenGL中用于存储顶点数据的缓冲区。

通过创建和绑定VBO，可以将顶点数据传输到显存中，从而提高渲染效率。

VBO可以存储顶点的位置、颜色、纹理坐标等信息。

二、OpenGL高级概念1. 什么是着色器（Shader）？着色器是OpenGL中用于控制图形渲染过程的程序。

着色器分为顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）。

顶点着色器用于处理顶点相关计算，如位置变换、法线变换等；片段着色器用于处理每个像素的光照、纹理采样等操作。

2. 什么是纹理（Texture）？纹理是二维图像的映射，可以应用到模型的表面上。

使用opengl程序绘制实线虚线和点划线OpenGL是一种用于绘制2D和3D图形的跨平台编程接口。

它提供了一套功能强大的函数和工具，可以在各种显示设备上渲染图形。

在OpenGL中，可以使用不同的绘制模式来绘制实线、虚线和点划线。

本文将介绍如何使用OpenGL程序实现这些效果。

在开始之前，我们首先需要安装OpenGL库和开发环境。

OpenGL可以在不同的平台上使用，例如Windows、Linux和macOS。

对于Windows用户，可以使用MinGW或者MSYS2等工具链来配置开发环境。

对于Linux和macOS用户，可以使用GCC和Xcode来配置开发环境。

安装完成后，我们可以开始编写OpenGL程序。

在OpenGL中，绘图是通过一系列函数和状态来实现的。

以下是一个基本的OpenGL程序的框架：```cpp#include <GL/glut.h>void displa//清空屏幕glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//设置绘图颜色glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);//绘制实线glBegin(GL_LINES);glVertex2f(-0.5f, 0.0f);glVertex2f(0.5f, 0.0f);glEnd(;//绘制虚线//...//绘制点划线//...//刷新缓冲区glutSwapBuffers(;int main(int argc, char** argv)// 初始化窗口和OpenGL环境glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE ， GLUT_RGB); glutInitWindowSize(800, 600); glutCreateWindow("OpenGL Program");//注册绘图函数glutDisplayFunc(display);//进入主循环glutMainLoop(;return 0;```在以上程序中，`glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)`用于清空屏幕，`glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f)`用于设置绘图颜色。

ｇ ｎ ｂｅ Ｇ ＿ Ｏ ｌ ａ ｌ Ｌ Ｆ Ｇ） Ｅ （
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（ ） 启 光 照 ｂ开
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的算法将 真实 物 体转化 成 能在计 算机 上表 示 的 景物模 型 ， 杂物 体 一般 是 表示 成 三角 网状 的模 型 复 结构 。 （ ） 影及 视 口变换 。 表 示 出 的模 型 放 在 三 ２投 把 维空 间中的合适的位置 ， 并且设置视点（ｅ ｐｉ ） ｖ ｗ ｏ ｔ ｉ ｎ， 使得 模 型 居 中显示 并 且 将 观 察 者 感 兴 趣 的一 面 展 现在屏 幕上 。 ２ Ｏｐ ｎ ｅ ＧＬ简介 （ ） 照 、 质 、 等 的设 置 。 模 型 展 示 在 屏 ３光 材 雾 将 Ｏ ｅＧ ｐｎ Ｌ实 际 上 是 一 个 丰 富 的 三 维 图 形 函数 幕上 以后 ， 就开 始 真正 的模 拟 真实 物体了 ， 这里主要 ｐ ｎ Ｌ中 的光照 、 材质 、 化 函数 来 对 真 雾 库 ， 了具有 基本 的 Ｏ ｅＧ 除 ｐｎ Ｌ函数外 ， 还支 持其 他 四 通过设 置 Ｏ ｅＧ 类 函 数 ： ｐｎ Ｌ实 用 库 、 ｐｎ Ｌ辅 助 库 、 ｎ ｏ ｓ 实物 体进 行模拟 。 Ｏ ｅＧ Ｏ ｅＧ Ｗｉｄｗ 专 用 库 函数 、 ｎ ２Ａ Ｉ Ｗｉ３ Ｐ 函数 删 。 ｐｎ Ｌ的 这些 函 Ｏ ｅＧ （ ） 示三 维 图形 。 ４显 数有 强 大 的功 能 ， 比如 ： 以绘制 三 维物 体 ， 以对 ３１ 建立基 本模 型 可 可 ． 物体 进行光照 、 明暗处理 、 材质设置 、 纹理设置 、 雾 对 于现 实生 活 中的复 杂 物体 ， 想 将其 显示 在 要 化等效果 。 此外 Ｏ ｅ Ｇ ｐｎ Ｌ还提供 了双缓存 ， 可以用来 计算机屏幕上 ， 可以首先利用某种技术手段提取真 制作动 画。 ｐｎ Ｌ的这些强大 的功能为实现三维 实物体表面的离散点 ， Ｏ ｅＧ 然后将这些离散点输入到计 物体重建技术 、 以及建立人机交互的三维场景提供 算机中， 最后利用某种有效的算法将这些点联系起 了坚 实 的基 础 。 来构成三角网格的形式 ， 最终在计算机屏幕上得到 图 — 便是真实物 Ｏ ｅＧ 不仅可以运行在各种流行 的操作系统 描述真实物体的三角网格模 型。 ３ １ ｐｎ Ｌ