OpenGL编程技术详解

第1章 OpenGL详解 1

1.1 OpenGL的发展历史 1

1.2 OpenGL规范 2

1.2.1 数据类型 2

1.2.2 命令 3

1.3 OpenGL执行模型 4

1.4 帧缓冲区 4

1.5 状态 6

1.6 OpenGL实用工具包 6

1.7 OpenGL管线 7

1.7.1 绘制几何对象 8

1.7.2 绘制图像 12

1.8 坐标变换 13

1.9 纹理 16

第2章 图元绘制 20

2.1 点和线段的绘制 20

2.1.1 程序入口 22

2.1.2 回调函数OnDisplay 23

2.1.3 回调函数OnReshape 25

2.1.4 点的大小与线的宽度 27

2.1.5 图形对象的颜色 28

2.2 折线的绘制 29

2.2.1 使用双缓冲区 31

2.2.2 改变背景色 31

2.2.3 设置视区坐标系 31

2.2.4 绘制折线 32

2.3 三角形的绘制 32

2.3.1 设置白色背景 35

2.3.2 绘制简单三角形 35

2.3.3 绘制连续三角形 35

2.3.4 绘制三角扇形 36

2.4 四边形的绘制 37

2.4.1 绘制简单四边形 38

2.4.2 绘制连续四边形 38

2.5 多边形的绘制 38

2.6 轮廓与填充 39

2.6.1 使用菜单 43

2.6.2 多边形光栅模式 45

2.6.3 隐藏轮廓线 47

2.7 圆的绘制 47

2.7.1 利用绘制正多边形函数绘制圆 47

2.7.2 绘制圆 51

第3章 三维绘图 52

3.1 绘制三维点 52

3.1.1 旋转变换 54

3.1.2 矩阵堆栈 54

3.1.3 三维投影变换 55

3.1.4 绘图 55

3.2 利用硬件信息改变点的大小 56

3.3 利用平面图元构造三维实体 58

3.3.1 设置光照 63

3.3.2 设置三维对象的材质 64

3.3.3 法向量及其归一化 65

3.3.4 绘制三维实体 66

3.3.5 深度检测 66

3.3.6 实体图与线框图 67

3.4 GLUT提供的实体对象 68

3.4.1 三维实体 73

3.4.2 重新归一化法向量 78

3.4.3 设置视点 78

3.4.4 高光反射 78

第4章 观察与几何变换 80

4.1 变换观察点 80

4.2 几何变换 84

4.2.1 平移变换 85

4.2.2 旋转变换 87

4.2.3 缩放变换 90

4.3 用户自定义几何变换 93

4.3.1 用户自定义变换矩阵 94

4.3.2 使用用户定义的矩阵 95

4.4 投影变换 96

4.4.1 正交投影 96

4.4.2 透视投影 99

第5章 颜色、光照和材质 104

5.1 OpenGL中的颜色 104

5.1.1 计算机的颜色模式 104

5.1.2 颜色的使用 105

5.1.3 着色模式 111

5.2 OpenGL中的光照 113

5.2.1 光源类型 113

5.2.2 场景中的光源 114

5.3 OpenGL中的材质 118

5.3.1 材质与光照的关系 118

5.3.2 表现材质的方法 120

5.3.3 表面法线与正反面 126

第6章 颜色的高级应用 132

6.1 混合与透明 132

6.1.1 颜色混合 132

6.1.2 透明 136

6.2 反走样 138

6.3 雾化 142

第7章 图像及图像处理 149

7.1 位图图像 149

7.1.1 定义位图图像 151

7.1.2 显示位图图像 152

7.2 字体 153

7.2.1 定义字体 156

7.2.2 显示列表 156

7.2.3 构造光栅字体 159

7.2.4 显示光栅字体 160

7.3 像素图像 161

7.3.1 载入图像 163

7.3.2 显示图像 163

7.4 对像素图像的一些操作 165

7.4.1 缩放图像 169

7.4.2 反射图像 169

7.4.3 颜色通道分离 170

7.4.4 灰度图变换 172

7.4.5 绘制负像 173

第8章 纹理映射 176

8.1 概述 176

8.1.1 纹理映射的一般步骤 176

8.1.2 纹理映射实例 177

8.2 纹理环境 182

8.2.1 纹理函数 188

8.2.2 “替换”映射 189

8.2.3 “调节”映射 189

8.2.4 “贴纸”映射 189

8.2.5 “混合”映射 190

8.3 纹理对象 190

8.3.1 绑定纹理 194

8.3.2 映射 195

8.4 透明纹理 196

8.5 一维纹理 201

8.5.1 创建一维纹理 205

8.5.2 一维映射 205

第9章 纹理映射的特殊应用 208

9.1 利用一维纹理制造光影效果 208

9.1.1 生成并载入一维纹理 216

9.1.2 绘制圆环 216

9.1.3 显示及动画 217

9.1.4 辅助函数 217

9.2 绘制自发光体 218

9.2.1 空纹理图像 225

9.2.2 绘制螺旋管 225

9.2.3 绘制光芒 225

9.2.4 动态显示 227

9.3 各向异性过滤和常规过滤 227

9.3.1 各向异性过滤 233

9.3.2 常规过滤 234

9.4 利用立方体映射实现球体反射 235

9.4.1 “帧”类 249

9.4.2 立方体映射 250

9.4.3 绘制背景和球体 250

9.4.4 移动观察 251

9.5 多重纹理 251

9.5.1 使用多重纹理 261

9.5.2 在Win32下使用多重纹理 261

第10章 曲线与曲面 263

10.1 二次曲面 263

10.1.1 创建二次曲面对象 266

10.1.2 设置二次曲面绘制参数 266

10.1.3 绘制二次曲面对象 267

10.1.4 以不同形式绘制二次曲面 268

10.2 利用变形生成对象 270

10.3 样条 273

10.3.1 Bezier曲线与曲面 273

10.3.2 B样条曲线与曲面 280

10.4 修剪NURBS曲面 290

10.4.1 修剪曲线 293

10.4.2 曲面修剪 293

10.5 曲面纹理映射 294

10.5.1 三维点结构及Bezier混合函数计算 298

10.5.2 Bezier曲面面片结构 299

10.5.3 绘制带有纹理的Bezier曲面 299

第11章 选择和反馈 301

11.1 选择 301

11.1.1 创建名字堆栈 305

11.1.2 设置选择缓冲区 306

11.1.3 拾取及其处理 306

11.1.4 层次选择 308

11.2 反馈 312

11.2.1 建立反馈缓冲区 318

11.2.2 反馈数据 318

11.2.3 反馈过程及其处理 319

第12章 Windows下的OpenGL编程 320

12.1 利用MFC进行编程 320

12.1.1 对View类进行增补 327

12.1.2 初始化 328

12.1.3 善后处理 330

12.1.4 窗口尺寸的改变 331

12.1.5 绘图 331

12.1.6 其他修改 331

12.2 利用Windows API进行编程 332

12.2.1 生成应用程序窗口 340

12.2.2 定义窗口过程 342

12.2.3 绘制场景 343

12.2.4 处理键盘消息 344

第13章 案例集锦（一） 346

13.1 网格曲面及其纹理映射 346

13.1.1 初始化 349

13.1.2 绘图 350

13.2 纹理映射变换 351

13.2.1 加载纹理图像 356

13.2.2 变换纹理映射 357

13.2.3 绘图 357

13.3 使用模板缓冲区 359

13.3.1 启用模板缓冲区 361

13.3.2 设置模板测试参数及行为 362

13.3.3 绘图 363

13.4 多窗口界面及交互 364

13.4.1 创建、显示子窗口 381

13.4.2 文字输出 383

13.4.3 菜单及其处理 384

13.4.4 绘图 386

13.4.5 修改绘图参数 387

第14章 案例集锦（二） 388

14.1 利用抖动进行反走样 388

14.1.1 两个辅助函数 392

14.1.2 抖动 393

14.1.3 绘图 394

14.2 焦点处理 395

14.3 运动模糊 398

14.3.1 设置灯光与背景色 399

14.3.2 绘图 399

14.4 阴影 400

14.4.1 数据结构 410

14.4.2 使用数据文件 410

14.4.3 处理对象数据 413

14.4.4 绘制对象 413

14.4.5 动画 413

附录 OpenGL命令 415

A.1 OpenGL核心命令 415

A.2 实用库命令 416

A.3 辅助库命令 417

A.4 实用工具包命令 417

A.5 Windows专用命令 417

参考文献 419

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