基于OpenGL和VC的树木三维可视化模拟实现

基于OpenGL的3D分形树快速显示算法
基于OpenGL的3D分形树快速显示算法
树是虚拟场景中的重要景物之一.提出了一种用参数化的方法,在OpenGL环境下使用显示列表绘制三维分形树,同时生成树的各级LOD 模型,使用视锥和四叉树相结合的方法进行可见性裁剪和选择适当的LOD模型层次绘制三维虚拟场景.
作者：桂振东王琰作者单位：沈阳理工大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳,110168 刊名：数字技术与应用英文刊名： DIGITAL TECHNOLOGY AND APPLICATION 年，卷(期)： 2009 ""(11) 分类号： P458 关键词： LOD 显示列表开放式图形库分形 IFS。

基于OpenGL三维物体建模⽅法的研究与实现基于OpenGL 三维物体建模⽅法的研究与实现赵启升，李存华（淮海⼯学院计算机科学系连云港222005）E-mail ：zhaoqisheng@/doc/a52784558.html摘要使⽤OpenGL 可以对读⼊的STL ⼏何模型进⾏三维真实感渲染、视⾓变换、显⽰缩放、光照设置及⿏标拾取等。

本⽂介绍了⼀种基于OpenGL 的三维物体建模⽅法，分析了基于该⽅法设计相应软件的体系结构，并着重探讨了STL ⽂件的载⼊及视⾓变换等关键技术。

关键词Visual C++ OpenGL STL 三维图形建模基⾦项⽬江苏省教育厅⾃然科学基⾦资助项⽬（NO.02KJB520012）Research and Implementation of Three-Dimensional ObjectModeling based on OpenGL TechnologyZhao Qisheng，Li Cunhua（Depart of Computer Science，Huaihai Institute of Technology，Lianyungang222005） Abstract After a STL gemometric model is read,using OpenGL can dye its color, transform its visual angle,zoom its display,set its illumination,pick its mouse and etc.This paper introduces a method of three-dimensional object modeling,analyzes the architecture of related software based on the method,and discusses emphatically such key technology as loading of STL files and visual angle transforming. Key words Visual C++ OpenGL STL Three-Dimensional Graphics Modeling1.引⾔OpenGL 是⼀个硬件和图形软件接⼝，由于它在三维真实感图形制作中性能优秀，已经成为事实上的⾼性能和交互式视景标准。

基于VC+ +的OpenGL三维动画仿真系统的实现
韩桃;宋文忠
【期刊名称】《计算机技术与发展》
【年(卷),期】2004(014)011
【摘要】介绍了基于VC+ +的编程环境及采用OpenGL图形标准的三维物体运动仿真系统的开发过程.该系统只要简单的通过数据文件的改变就能使不同的三维物体做各种复杂的运动,如变速运动、随机运动等.该系统建立的目的是为各种目标跟踪系统提供一个简单实用的目标仿真环境.
【总页数】2页(P52-53)
【作者】韩桃;宋文忠
【作者单位】东南大学,江苏,南京,210096;东南大学,江苏,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于OpenGL的桥梁施工实时动态仿真系统研究与实现 [J], 王胜;袁金华
2.基于VC++的OpenGL三维动画仿真及场景漫游的实现 [J], 刘升;王行愚;游晓明
3.基于opengl的虚拟视景仿真系统研究与实现 [J], 刘瑞恒;张婷婷;李现涛
4.基于 OpenGL 的地下储备库三维仿真系统的设计与实现 [J], 马炜玮
5.基于OpenGL的机器人三维动画仿真实现 [J], 龙永华;徐运武
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基于VC、Opengl和Directx的三维景观浏览
张奇;屈年赦
【期刊名称】《现代测绘》
【年(卷),期】2006(29)1
【摘要】以VC、Opengl和Directx为基础,创建三维景观浏览场景;结合3DS MAX 6.0和Photoshop,三维建模、纹理映射,处理模型纹理,建立三维景观模型;并将构建的精细三维景观以3DS模型形式读入到创建的场景中,并最终实现在场景中任意漫游、碰撞检测、雾的探测、阴影、阳光光源位置的控制、播放音乐等诸多功能.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】张奇;屈年赦
【作者单位】辽宁省第三测绘院,辽宁,沈阳,110034;辽宁工程技术大学测量工程系,辽宁,阜新,123000
【正文语种】中文
【中图分类】P208
【相关文献】
1.基于VC、Opengl和Directx的三维景观浏览 [J], 屈年赦
2.基于OpenGL和VC的树木三维可视化研究 [J], 刘倩
3.基于OpenGL和VC的树木三维可视化研究 [J], 刘倩
4.基于VC和OpenGL的三维点云处理软件系统设计 [J], 晏海平;吴禄慎;陈华伟
5.基于VC⁺⁺和OpenGL实现3DMax模型交互浏览 [J], 赵宏中;周鹏;;
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VC++与OpenGL混合编程实现三维图形处理
吴逊
【期刊名称】《软件导刊》
【年(卷),期】2011(000)008
【摘要】VC++中的MFC包含了基于Windows的应用框架,该框架功能十分强大,可以提供丰富的事件管理及相关的窗口函数,在面向对象编程过程中被广泛应用；而OpenGI则从某种程度上成为三维图形的开发标准,也是三维图形处理的最佳选择.就基于OpenGL的基本框架,阐述其在VC++平台下进行三维图形处理的具体操作.
【总页数】2页(P160-161)
【作者】吴逊
【作者单位】江西师范大学软件学院,江西南昌330022
【正文语种】中文
【中图分类】TP751
【相关文献】
1.VC＋＋与OpenGL混合编程实现三维图形处理 [J], 吴逊
2.VC++与 Matlab混合编程实现卫星遥感影像的三维显示 [J], 郎锐
3.OpenGL及其在VC++开发环境下的编程实现 [J], 王兰美;赵继成;秦华东
4.VC++与OpenGL混合编程实现三维图形处理 [J], 任群
5.VC++与Matlab混合编程实现光场光强的三维显示 [J], 杨入超
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基于OpenGL的三维模型渲染与动画设计OpenGL是一种跨平台的图形库，广泛应用于计算机图形学、游戏开发等领域。

在三维模型渲染与动画设计中，OpenGL扮演着至关重要的角色。

本文将介绍基于OpenGL的三维模型渲染与动画设计的基本原理、技术实现以及实际案例分析。

一、三维模型渲染基础在三维图形学中，三维模型是由一系列的顶点、法线、纹理坐标等信息组成的。

渲染即是将这些信息转化为屏幕上的像素点，呈现出真实感的三维场景。

OpenGL通过图形管线来实现三维模型的渲染，包括顶点着色器、片元着色器等。

顶点着色器主要负责对顶点坐标进行变换和投影，将三维坐标转化为屏幕坐标；片元着色器则负责对每个像素进行着色，计算光照、纹理等效果。

通过编写这些着色器程序，可以实现各种复杂的渲染效果。

二、OpenGL的基本操作在使用OpenGL进行三维模型渲染时，首先需要初始化OpenGL环境，并创建一个窗口用于显示渲染结果。

然后通过OpenGL提供的API 接口，加载模型数据、纹理数据等，并编写着色器程序。

接下来，通过设置视口、投影矩阵等参数，将场景中的三维模型正确地投影到屏幕上。

同时，还可以通过设置光照、材质等属性，增强渲染效果。

最后，调用OpenGL的绘制函数，将场景渲染到屏幕上。

三、三维模型动画设计除了静态的三维模型渲染外，动画设计也是三维图形学中的重要内容。

在OpenGL中，可以通过对模型的变换、旋转、缩放等操作来实现动画效果。

通过逐帧更新模型的状态，并重新渲染场景，可以呈现出生动的动画效果。

在动画设计中，关键帧插值是一种常用的技术。

通过在不同关键帧上记录模型的状态，并使用插值算法来计算中间状态，可以实现平滑流畅的动画过渡效果。

同时，还可以结合骨骼动画、蒙皮等技术，实现更加复杂和逼真的动画效果。

四、实际案例分析下面我们以一个简单的实例来说明基于OpenGL的三维模型渲染与动画设计。

假设我们有一个立方体模型，并希望实现一个旋转动画效果。

三维树木的计算机模拟
张峰刚;颜国明;薛青
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2006()z1
【摘要】对树木等非规则自然景物进行计算机模拟方法中具有较强影响力的是由Barnsley提出的迭代函数系统IFS方法。

在此基础上介绍了生成三维分形树木的基本方法,并将树干、分叶分别进行阐述,根据对效果要求的不同,提出了绘制树叶的不同方法。

该方法既可以绘制出树木自然形态的特征,又可利用以几何多边形为基本的构形单位,运用各种成熟的光照、纹理方法对树体进行渲染,产生光照的效果,生成具有高度真实感的三维分形树木。

【总页数】3页(P407-408)
【关键词】计算机模拟;迭代函数系统;三维分形树木;自然形态
【作者】张峰刚;颜国明;薛青
【作者单位】装甲兵工程学院仿真室
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于OpenGL和VC的树木三维可视化模拟实现 [J], 赵庆丹;罗传文;孙海洪;陈立
2.三维树木随风运动真实感模拟 [J], 李峰;顾文晓;曾兰玲
3.基于凝聚IFS的三维树木风中模拟 [J], 吴立文;赵彦仲
4.三维树木模拟研究与应用 [J], 常村红;葛寒松;谭同德
5.合轴分枝树木形态结构三维可视化模拟方法 [J], 白静;张怀清;刘闽
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数值模拟实时三维可视化的C#与OpenGL实现访问100次作者:朱泰山,王一一,冯国泰1. 引言当代CFD/NHT等大型数值模拟软件的开发工作在全球范围内进行得如火如荼，但主要的成果集中在国外大型相关专业软件开发商，如ANSYS公司的FLUENT和CFX等。

国内，尤其是高校内同类软件的开发应该在计算性能和个性化上寻求创新和突破，如果一味地依赖商用软件，我国与国外先进水平的差距将会越拉越大。

哈尔滨工业大学推进理论与技术研究所开发的HITurbine主要是针对航空以及地面燃气涡轮内部流场的数值模拟而设计开发的，图1为HITurbine的主界面。

图1 HITurbine主界面由于现有大多已有成熟的数值程序是由Fortran编写的，所以HITurbine考虑并采用了如图2所示系统结构：C#Main Program& InterfaceFortranOpenGLReal-time 3D ResultVisualizationComputation Program（DLL）Other APIHPC，etc图2 HITurbine系统的结构2. 实时三维可视化实现目前，微软公司已推出的DirectX 9.0c中已经包含了一个Managed DirectX程序集，这个程序集为.NET框架下的托管代码提供了访问Direct3D的接口，这使得C#能够方便地编写Direct3D代码[1]。

OpenGL目前的进展有些落后，虽然运用C/C++、VB以及Fortran等开发OpenGL程序的技术已经相对成熟（参见文献[2][3]），然而.NET仍没有提供OpenGL API的接口，所以也不存在C#开发OpenGL的标准和规范，这对于擅长界面编写的C#来说，亦可称为一种挑战。

Direct3D的参考书籍和网络资源相当丰富，其中在.NET环境下的开发框架在文献[1][4]中有详细的叙述，而OpenGL的资源则相对少得很多。

基于Opengl的三维建模技术研究一、引言三维建模技术在现代技术领域中扮演了一个极其重要的角色。

从游戏到建筑模型，从动画到电影特效，从产品设计到医疗模拟，三维建模技术贯穿于我们生活的各个领域。

而Opengl作为一个跨平台的图形渲染API，为三维建模技术的实现提供了良好的技术性能支持。

本文将围绕着Opengl技术，阐述一些基于Opengl的三维建模技术研究。

二、Opengl与三维建模Opengl是一个跨平台的三维图像库，能够为用户提供端到端的图形解决方案，支持各种硬件和操作系统。

Opengl作为一种标准图形库，它定义了一些标准函数和数据类型，同时支持多种平台和编程语言。

然而，Opengl仅仅是一个图形渲染库，不能有效地实现三维建模，因此需要结合其他软件和技术来实现。

它与其他建模软件如Maya、3ds Max和Blender等相互结合，依据自身的特性进行三维建模。

Opengl支持多种渲染方式和多种材质贴图效果，这样就可以实现各种效果的渲染，从而得到预期的三维模型。

三、Opengl三维建模技术流程基于Opengl的三维建模过程大致可以分为以下几个步骤：首先，需要创建一个Opengl上下文，也就是所谓的窗口，进而初始化OpenGL的渲染环境，设置一些必要的参数，如摄像机位置、投影矩阵、光照、材质等。

接下来，需要加载3D模型的顶点、法线、纹理坐标等数据，并且创建一个纹理，用于将纹理贴在模型上。

通过各种光照计算、材质处理和各种效果的渲染，可生成所需的图像。

在这个过程中，需要使用一些算法如Blinn-Phong算法，以便实现光照效果和材质着色，同时需要使用VBO（顶点缓存对象）和IBO（索引缓存对象）来提高渲染效率。

最后，需要渲染场景并展示结果。

OpenGL可以使用两种方式进行屏幕渲染，一种是基于固定功能渲染管线，另一种是通过可编程着色器，将渲染管线的各个模块进行优化，提高渲染效率。

四、Opengl三维建模技术应用基于Opengl的三维建模技术应用广泛，下面介绍一些具体应用情况：在游戏开发中，三维建模技术可以实现游戏场景建造、角色设计等方面的功能。

基于OpenGL的分形植物模拟宋巨龙;孙淑娥;林椹尠【摘要】针对目前分形植物模拟多以平面形式给出的问题,采用粒子选代的方法,利用OpenGL的优良性能,给出一种三维分形植物模拟的构造原理及实际算法,并根据该算法给出几个植物的分形模拟结果.该结果表明,根据所给算法可以得到相当逼真的植物全貌和叶.这种三维真实植物的模拟在目前已有的文献中尚不多见.所得结果对模拟三维场景有一定的实用价值.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)012【总页数】3页(P59-60,67)【关键词】分形;图形学;植物模拟;算法【作者】宋巨龙;孙淑娥;林椹尠【作者单位】西安石油大学,理学院,陕西,西安,710065;西安石油大学,理学院,陕西,西安,710065;西安邮电学院,理学院,陕西,西安,710061【正文语种】中文【中图分类】TP391;TN911.730 引言近些年来，分形作为一门艺术已逐渐成了人们研究的一个新热点。

事实上，早在19世纪末、20世纪初，人们已经注意到所谓“病态”函数的图形。

诸如冯·科赫(Von Koch)曲线、皮亚诺(Peano)曲线以及Sierpinskin垫片等。

尽管当时人们关心的只是这些函数的数学性质，但无疑它们特殊而优美的图形也给人们留下了深刻的印象。

至20世纪70年代，法裔美国数学家曼德尔布罗特(B.B.Mandelbrot)于1975年正式提出分形的概念，分形才真正成为人们研究的新热点。

经历了近百年的漫长岁月，分形才最终形成一门科学。

在众多关于分形应用的研究中，分形在图形学中的应用是重要的一支。

除了Mandelbrot本人在这方面做的工作以外，Clifford Pickover，M.F.Barnsley等人对这一分支的发展也做出了杰出的贡献。

在我国也有不少学者在近年来对分形的图像模拟应用进行了诸多研究[1-4]，在这些学者的研究中，大多都局限在对分形植物的构造方法上，所得到的图形也都是二维的。

基于OpenGL 的三维地形可视化技术摘要：三维地形可视化技术一直是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点。

对OpenGL发展现状、数字地面模型和构网技术进行了对比研究，重点讨论了利用Visual C++ 6.0平台和OpenGL编程技术，建立虚拟地形三维可视化系统的实现过程和关键技术。

通过实验数据模拟, 实现了三维地形可视化。

关键词：OpenGL;三维;地形;可视化1 引言我国政府从国家战略高度将“数字地球”列为中国21世纪的战略目标之一，并提出了“数字中国”战略。

“数字地球”强调对地球的三维描述，在实现这一使命的过程中，需要有现代空间信息科学技术的支撑，三维地形可视化的具有重大研究意义。

三维地形可视化的应用涉及地理信息系统、虚拟现实(VR)、环境仿真、数字城市、地形的穿越飞行、国土资源管理、娱乐与游戏、气象数据、空间分析等领域。

三维真实感地形图能够逼真的反应外部真实世界，相对传统的纸质地图和计算机生成的地图，三维真实感地形图具有可视化程度高、存储和查询方便、可实时生成等优点。

因此地形三维显示有着广阔的应用背景，所以受到了广泛的关注。

2 OpenGL简介人们对计算机可视化技术的研究已经历了一个很长的历程，而且形成了许多可视化工具，其中Silicon Graphics Incorporated(SGI公司)推出的GL三维图形库表现突出，易于使用而且功能强大。

随着计算机技术的继续发展，GL已经进一步发展成为开放图形程序库(open graphics library，OpenGL)，并被集成到Unix、Windows 2000、Windows XP等窗口操作系统中。

OpenGL被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准。

OpenGL是指开放图形程序库，实际上是一种图形与硬件的接口。

它集成了所有几何建模、图形变换、光源设置、材质设置、纹理映射、运动模糊、像素操作、融合、反走样技术、雾化等复杂的计算机图形学算法，其中包括120个图形函数，开发者可以用这些函数来绘制点、线、多边形、面，建立三维模型和进行三维实时交互。

基于OpenGL的三维游戏设计与实现随着技术的发展，游戏行业也在不断壮大，人们对游戏的需求也日益增长。

而三维游戏因其更加真实、丰富的游戏体验，成为了游戏行业发展的趋势之一。

这篇文章将从基于OpenGL的三维游戏设计与实现方面进行讨论。

一、OpenGL简介OpenGL（Open Graphics Library）是一种跨平台的图形渲染API，是由Silicon Graphics公司开发的。

它可以用于绘制2D和3D图形，而且支持硬件加速，运行效率较高。

OpenGL的基本概念是通过多边形组成的网格来组成3D物体，然后通过不同的着色技术来渲染出真实的3D效果。

OpenGL的核心版本是2.0和3.0，后者的功能更加强大，但相应的代码量和难度也更大。

二、三维游戏的基本原理在三维游戏中，玩家可以在虚拟的3D场景中进行游戏。

游戏制作人员通过使用3D建模软件（如Maya、Blender等）创建3D 场景和角色模型，并使用OpenGL等图形渲染API将这些模型渲染出来。

其中最重要的部分是光照模型。

光照是指在三维空间中，光源对物体表面的照射效果。

通常有多种光源，如环境光、点光源、方向光等。

它们不同的组合和设置但是会产生不同的渲染效果。

在三维游戏中，光照模型可以决定场景的整体效果，渲染出更逼真的画面。

除了光照模型，三维游戏中的其他技术还包括纹理映射、投影、碰撞检测等。

通过这些技术的运用，制作人员可以创建一个更加真实、丰富的3D游戏场景。

三、OpenGL的优缺点OpenGL具有通用性和开放性，跨平台性较好。

因此，许多游戏基于OpenGL渲染技术进行开发。

此外，OpenGL的功能比较强大，支持2D和3D图形渲染，而且具有较高的运行效率。

这些优点使OpenGL成为游戏开发中非常重要的技术。

但是，OpenGL的学习难度较大，需要较强的数学和物理基础，并且难以掌握。

同时，OpenGL的文档较为复杂，为新手入门带来不小的难度。

四、三维游戏的发展趋势随着技术的不断发展，三维游戏的画面质量越来越逼真，游戏的玩法也日趋繁多。