第三章输出图元.ppt

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1、1,第三章 输出图元,讲 授：董兰芳 研究方向：科学计算可视化 图形、图像处理 模式识别Telephone:0551-3603484 Email:Homepage:http:/,2,第三章 输出图元,图元的生成：从图元的参数表示形式（由图形软件包的使用者指定）到点阵表示形式（光栅显示系统刷新时所需的表示形式）的转换。,3,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区,4,3.1 画线算法,3.1.1 DDA画线算法3.

2、1.2 Bresenham画线算法3.1.3 并行画线算法3.1.4 画线算法的讨论,5,3.1.1 DDA画线算法,直线段生成求与直线段充分接近的 像素集像素间网格均匀坐标是整型假设直线段的宽度为1,线段的生成,6,数字微分(DDA)画线算法（Digital Differential Analyzer）,3.1.1 DDA画线算法,7,数字微分(DDA)画线算法（digital differential analyzer）直接求交算法：划分区间0,1,dt=1/n 计算坐标 取整 复杂度：乘法+加法+取整,3.1.1 DDA画线算法,8,DDA增量算法 xi+1=x1+x*ti+1=xi+x

3、*dt=xi+xinc yi+1=y1+y*ti+1=yi+y*dt=yi+yinc 复杂度：加法+取整,3.1.1 DDA画线算法,9,DDA算法优点利用光栅特性消除了直线方程中的乘法，比直接使用直线方程的计算速度快！DDA算法缺点:取整误差的积累使得对于较长线段所计算的像素位置偏离实际线段。需要进行浮点数运算。运行效率低。不便于用硬件实现。,3.1.1 DDA画线算法,xi+1=xi+xincyi+1=yi+yinc,10,3.1 画线算法,3.1.1 DDA画线算法3.1.2 Bresenham画线算法 3.1.3 并行画线算法3.1.4 画线算法的讨论,11,3.1.2 Bresenh

4、am画线算法,目标：消除DDA算法中的浮点运算,线段的端点坐标:(x1,y1)和(x2,y2)线段方程:y=mx+b,12,Bresenham画线算法思想(xk,yk)是直线段上的点 H：(xk+1,yk+1)L：(xk+1,yk)A:(xk+1,y)=(xk+1,m(xk+1)+b)dlowerdupper,取H点 dlower 0取上像素(xk+1,yk+1)，p 0 采用下像素(xk+1,yk)。,3.1.2 Bresenham画线算法,13,y=m(xk+1)+b dlower=y-yk=m(xk+1)+b-yk dupper=yk+1-y=yk+1-m(xk+1)-b dlower-

5、dupper=2m(xk+1)-2yk+2b-1 m=2y/x pk=x(dlower-dupper)=2y.xk-2x.yk+c pk+1=2y.xk+1-2x.yk+1+c pk+1-pk=2y(xk+1-xk)-2x(yk+1-yk)pk+1=pk+2y(xk+1-xk)-2x(yk+1-yk)xk+1-xk=1 pk+1=pk+2y-2x(yk+1-yk)pk+1 0取上像素，pk+1 0 取下像素。yk+1-yk=0或1，取绝于参数pk的符号。,3.1.2 Bresenham画线算法,14,在x=x1+1处，dlower=m,dupper=1-m,p1=2y xBresenham画线

6、算法的特点 只包括整数的加法、减法和左移（乘2）操作，效率高。适合用硬件实现。思考：Bresenham画线算法如何应用到其它卦限？,3.1.2 Bresenham画线算法,15,2月21日作业1 实现一个折线函数，用Bresenham画线算法来显示连接n个输入点的一组线段。当n=1时绘制单个点。,3.1.2 Bresenham画线算法,16,3.1画线算法,3.1.1 DDA画线算法3.1.2 Bresenham画线算法3.1.3 并行画线算法 3.1.4 画线算法的讨论,17,3.1.3 并行画线算法,让每一个处理器处理一组像素 适用于系统中的处理器非常多 的场合。给定一条线段，可以得到它的

7、 包围盒，包围盒中共有x*y 个像素。让每个处理器处理一 个像素，设像素的坐标为(x,y),则像素到线段的垂直距离：d=A*x+B*y+C 其中，A=-y/linelength B=x/linelength C=(x1x-y1x)/linelength,线段的包围盒,18,3.1.3 并行画线算法,像素到线段的垂直距离：d=A*x+B*y+C 其中，A=-y/linelength B=x/linelength C=(x1x-y1x)/linelength Linelength=(x2+y2)1/2 d小于某个设定值，该像素就被 设置成指定的线段颜色。可以看出，这种并行画线算法特别适合于画具有

8、一定宽度的线段。,线段的包围盒,19,3.1 画线算法,3.1.1 DDA画线算法3.1.2 Bresenham画线算法3.1.3 并行画线算法3.1.4 画线算法的讨论,20,线段端点的次序要求：线段P1P2与线段P2P1在图元生成后应该生成相同的像素集合，这样才能保证同一线段的像素表示与线段的端点次序无关。存在问题：前述算法中，线段P1P2与线段P2P1上的点可能不一致。解决方法：对于|k|1的线段，总是以左端点为 起点，从左向右生成；对于|k|1的线段，总是以下 端点为起点，从下向上生成。,3.1.4 画线算法的讨论,21,3.1.4 画线算法的讨论,线段的亮度 现象：A比B亮。原因：A

9、上的像素点密集。解决方法：图形保真技术。,22,3.1 画线算法,3.1.1 DDA画线算法3.1.2 Bresenham画线算法3.1.3 并行画线算法3.1.4 画线算法的讨论,23,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区,24,3.2 帧缓冲器的装载,addr(x,y)=addr(0,0)+y*xmax+x addr(x+1,y)=addr(x,y)+1 addr(x+1,y+1)=addr(x,y)+xm

10、ax+1,25,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区,26,3.3 圆、椭圆的生成,3.3.1 圆的生成 3.3.2 椭圆的生成,27,3.3.1 圆的生成,处理对象：圆心在原点的圆弧圆的八对称性两种直接离散方法：离散点:x2+y2=R(x,sqrt(R2-x2)离散角度:x=Rcos y=Rsin 缺点：计算量大。,28,圆弧的正负划分性 F(x,y)=x2+y2-R2圆弧外的点：F(X，Y)0圆弧内的点：F(X，

11、Y)0,3.3.1 圆的生成,29,中点画圆算法示意图,3.3.1 圆的生成,中点画圆算法的优点:效率高。只用到整数的加法、减法和左移。（乘2）运算。适合用硬件实现。,30,3.3.1 圆的生成,31,3.3.1 圆的生成,32,3.3.1 圆的生成,2月21日作业2 教材P139 3.21,33,3.3 圆、椭圆的生成,3.3.1 圆的生成 3.3.2 椭圆的生成,34,3.3.2 椭圆的生成,椭圆通过椭圆上任 一点到两个焦点 的距离之和等于 常数。椭圆方程f(x,y)=ry2x2+rx2y2-rx2ry2=0。椭圆的对称性。,35,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载

12、3.3 圆、椭圆的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区,36,3.4 其他曲线,3.4.1 画锥曲线 3.4.2 多项式曲线,Ax2+By2+Cxy+Dx+Ey+F=0,y=a0+a1x+a2x2+an-1xn-1+anxn,37,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区,38,3.5 并行曲线画法,圆:等份圆弧

13、或x坐标椭圆或其它曲线:扫描线分段方法,39,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行曲线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 多边形的填充3.9 区域填充图元,40,3.6 像素编址和对象的几何要素,当对象经扫描转换进帧缓存后,输入描述变换为对应有限屏幕区域的像素坐标,且显示的光栅图像可能并不严格符合相关的尺寸。解决方法:简单地按照物体边界与像素区域的覆盖量来调整物体的显示尺寸。将世界坐标系映射到像素间的屏幕位置,使物体的边界与像素边界对齐,而不是与像素中心对齐。屏幕上(x,y)占据

14、对角位置(x,y)和(x+1,y+1)处的单位正方形。,41,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区,42,3.7 保留显示的物体的几何特性,将物体的几何描述转换为象素表示时,将把数学上的点转换为有限的屏幕区域.假如要保留由物体的输入坐标指定的原始几何度量,那么在将物体的定义转换到屏幕显示时,就需要考虑象素的有限尺寸。,43,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3

15、.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区,44,3.8 填充区图元,填充区 表面细分,45,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区3.10 OpenGL学习,第三章 输出图元,46,3.9 多边形填充区,多 边 形:由三个或更多称为顶点的坐标位置描述的 平面图形。分 类:凸多边形或凹多边形。退化多边形:共线或重叠坐标位置的顶点集。,47,

16、多边形的表示方法顶点表示点阵表示,3.9 多边形填充区,48,3.9 多边形填充区,逐个判断绘图窗口内的像素：如何判断点与多边形的内外关系？逐点判断法程序简单，速度太慢，效率低!,49,3.9 多边形填充区,void FillPolygonPbyP(Polygon*P,int polygonColor)int x,y;计算ymin，ymax,xmin,xmax;for(y=ymin;y=ymax;y+)for(x=xmin;x=xmax;x+)if(IsInside(P,x,y)PutPixel(x,y,polygonColor);else PutPixel(x,y,backgroundCol

17、or);/*end of FillPolygonPbyP()*/,#define MAX 100Typedef struct int PolygonNum;/多边形顶点个数 Point vertexcesMAX/多边形顶点数组 Polygon/多边形结构,50,射线法,由点Pc(xc,yc)出发向任意方向作射线,计算此射线与多边形所有交点个数,如果交点个数为奇数,则点在多边形内部,如果交点个数为偶数,则点在多边形外部.,3.9 多边形填充区,51,3.9 多边形填充区,多边形网格由若干个相邻的多边形（polygon）组成，每个多边形由若干条首尾相连的边（edge）组成，每条边 连接两个顶点（v

18、ertice），一个顶点至少连接两条边，一条边至少属于一个多边形并且至多连接两个相邻的多边 形。,52,3.9 多边形填充区,53,3.9 多边形填充区,多边形网格表示的方法：显式表示 指向顶点表的指针 指向边表的指针 方程表示,54,显式表示：显式表示的缺点：浪费空间 没有给出共享顶点与共享边的信息 重复描画,3.9 多边形填充区,P1=(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(x4,y4,z4)P2=(x4,y4,z4),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),55,3.9 多边形填充区,指向顶点表的指针 每个顶点只在顶点表V=(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(xn,y

19、n,zn)中存储一次，每个多边形都用指向顶点表 的指针（或索引）列表来表示。优点：节省空间,便于修改顶点坐标。缺点：找出共享某一条边的多边形仍然很困难,在画 多边形网格时，共享边仍然会被画两次。,56,3.9 多边形填充区,V=V1,V2,V3,V4=(x1,y1,z1),(x4,y4,z4)P1=V1,V2,V4 P2=V4,V2,V3,57,3.9 多边形填充区,用指向边表的指针来表示多边形网格时，每个顶点仍然只在顶点表V中存储一次，但每个多边形不再用指向顶点表的指针来表示，而是用指向边表的指针来表示。边表中每条边只存储一次，每条边都包括构成该边的两个顶点（用在顶点表中的索引来表示）。,V

20、=V1,V2,V3,V4=(x1,y1,z1),(x4,y4,z4)E=E1,E2,E3,E4,E5=(V1,V2),(V2,V3),(V3,V4),(V4,V2),(V4,V1)P1=E1,E4,E5P2=E2,E3,E4,指向边表的指针,58,3.9 多边形填充区,对多边形网格的典型操作：确定共享某一顶点的所有边。确定共享某一顶点或某一条边的所有多边形。确定构成某一条边的两个顶点。确定构成某一多边形的所有边。进行合法性检查（如孤立顶点、边或多边形）等等。,59,3.9 多边形填充区,例1#Vertex/点数据#skinhead/特征名称0.0000-31.9007 487.6600/点的坐

21、标31.0000-28.3430 470.464063.0000-29.9017 455.9880#facet/面数据#skinhead/特征名称 0 1 16/点的索引值 1 15 16 16 15 13,60,点3100.30002357478543126.84678751731815.50.30002357479600915.526.8467875173180.3000235747960091.8982025386784e-015310.300023574785431-15.526.8467875173180.300023574796009-26.84678751731815.50.30

22、0023574796009网格624223258257204223257223204192258223259236261226235221226,3.9 多边形填充区,例2,61,3.9 多边形填充区,多边形表示例子,62,3.9 多边形填充区,凹多边形识别：凹多边形至少有一个内角大于180。识别凹多边形:通过计算连续两边向量的叉积来识别凹多边形。向量叉积:E1E2=(E1yE2z-E1zE2y,E1zE2x-E1xE2z,E1xE2y-E1yE2x),(E1 E2)z0(E2 E3)z0(E3 E4)z0(E5 E6)z0(E6 E1)z0,63,3.9 多边形填充区,分割凹多边形:向量方法

23、,E1 E2=(0,0,1)E2 E3=(0,0,-2)z0E3 E4=(0,0,2)E4 E5=(0,0,6)E5 E6=(0,0,6)E6 E1=(0,0,2),E1=(1,0,0)E2=(1,1,0)E3=(1,-1,0)E4=(0,2,0)E5=(-3,0,0)E6=(0,-2,0),延长E2分割多边形。,64,3.9 多边形填充区,方程表示,Ax+By+Cz+D=0,(A/D)x+(B/D)y+(C/D)z=-1,将平面上不共线的三个点的坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)代入上式。,(A/D)x1+(B/D)y1+(C/D)z1=-1(A/D)x2+

24、(B/D)y2+(C/D)z2=-1(A/D)x3+(B/D)y3+(C/D)z3=-1,65,3.9 多边形填充区,假设平面的法向量为N,P为平面上任意一点,则N.P=-D。点在平面上 Ax+By+Cz+D=0 点在平面后方 Ax+By+Cz+D0,66,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区3.10 OpenGL学习,67,3.10 OpenGL学习,多边形 像素阵列 字符图元 显示列表 显示窗口重定形,68

25、,3.10 OpenGL学习,glVertex()glRect*()glRecti(200,100,50,250)int vertext1=200,100int vertex2=50,250glRectv(vertex1,vertex2),glBegin(GL_POLYGON)glVertex2iv(p1);glVertex2iv(p2);glVertex2iv(p3);glVertex2iv(p4);glVertex2iv(p5);.glEnd();,69,3.10 OpenGL学习,顶点数组typedef Glint vertex33;vertex3 pt8=0,0,0,0,1,0,1,0

26、,0,1,1,0,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,1,1;void quad(Glint n1,Glint n2,Glint n3,Glint n4)glBegin(GL_QUADS);glVertex3iv(ptn1);glVertex3iv(ptn2);glVertex3iv(ptn3);glVertex3iv(ptn4);glEnd,70,3.10 OpenGL学习,复杂的场景描述需要使用几百或几千个坐标描述.另外还必须为各个对象建立各种属性和观察参数。对象和场景的描述要使用大量的函数调用,这对对系统资源提出了要求并减慢了图形程序的执行。为了简化这些问题,OpenGL提供了一种机

27、制来减少函数调用。glEnableClient(GL_VERTEX_ARRAY);glVertexPointer(3,GL_INT,0,pt);GLubyte vertIndex=(6,2,3,7,.);glDrawElements(GL_QUADS,24,GL_UNSIGNED_BYTE,vertIndex);glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);,71,3.10 OpenGL学习,多边形 像素阵列 字符图元 显示列表 显示窗口重定形,72,3.10 OpenGL学习,缓存都是离散的内存块，由其空间分辨率n*m和每个像素的位数（深度）k确定。把缓冲区k个

28、平面中的任一个称为位平面(bitplane),空间中特定位置处的k个元素构成一个像素(pixel),因此一个像素既可以是一个字节，也可以是一个整数，甚至是一个浮点数，具体与所用的缓存以及信息的存放格式有关。,73,3.10 OpenGL学习,应用程序通过OpenGL函数把信息传送到帧缓存，或者从帧缓存中获取信息。当应用程序读写像素时，数据不仅要在内存与图形卡里的帧缓存之间传输，而且还要重新调整这些数据的格式，使之与帧缓存匹配。,74,3.10 OpenGL学习,颜色缓存内容要被输出到显示设备上。在双缓存中，颜色缓存由两个缓存组成，分别用于读与写，称为前缓存与后缓存。颜色缓存k确定可以表示的颜色

29、的多少，通常在RGB模式中为24位，在RGBA模式中为32位。深度缓冲区的k值确定深度的分辨率，通常是32位，这样与浮点数或整数的精度匹配。,75,3.10 OpenGL学习,数字图像：有限数字数值像素的表示。合成图像：把几何对象和照相机组合在一起，通过某种投影过程所得到的结果。在程序中的图像是像素数组，其大小与类型各异，具体与图像的类型有关。对于RGB图像，每一个颜色分量由一个字节表示，则可以定义为：GLubyte myimage5125123;如果处理的是单色图像或者灰度图像，那么可以定义为GLubyte myimage512512;,76,3.10 OpenGL学习,创建图像的一种方法就

30、是利用程序代码。创建512512由88黑白相间方格构成的图像，代码如下：GLubyte check5125123;int i,j,k;for(i=0;i512;i+)for(j=0;j512;j+)for(k=0;k3;k+)checkijk=0;if(8*(i+j)/64)%64)checkij0=255;从数据获取。应用光学成像设备摄取。,77,3.10 OpenGL学习,从数码设备采集的图像是以某种“标准”的格式存储的，最常用格式有BMP、GIF、TIFF、PS、EPS以及JPEG。以某种顺序存储数据，并进行必要的无损压缩或者有损压缩编码都是为了满足某类应用软件的需要而提出的。,78,3

31、.10 OpenGL学习,BMP图像格式：Windows采用的图形文件格式 位图文件头(bitmap-fileheader)BITMAPFILEHEADER bmfh 位图信息头(bitmap-information header)BITMAPINFOHEADER bmih彩色表(colortable)RGBQUAD aColors图象数据阵列字节 BYTEaBitmapBits,79,3.10 OpenGL学习,位图文件头包含有关于文件类型、文件大小、存放位置等信息，在Windows3.0以上版本的位图文件中用BITMAPFILEHEADER结构来定义：typedefstructtagBIT

32、MAPFILEHEADER/*bmfh*/UINTbfType;DWORDbfSize;UINTbfReserved1;UINTbfReserved2;DWORDbfOffBits;BITMAPFILEHEADER;,80,3.10 OpenGL学习,位图信息头位图信息用BITMAPINFO结构来定义，它由位图信息头(bitmap-informationheader)和彩色表(colortable)组成，前者用BITMAPINFOHEADER结构定义，后者用RGBQUAD结构定义。BITMAPINFO结构具有如下形式：typedefstructtagBITMAPINFO/*bmi*/BITMA

33、PINFOHEADERbmiHeader;RGBQUADbmiColors1;BITMAPINFO;,81,3.10 OpenGL学习,BITMAPINFOHEADER结构包含有位图文件的大小、压缩类型和颜色格式，其结构定义为：typedefstructtagBITMAPINFOHEADER/*bmih*/DWORDbiSize;LONGbiWidth;LONGbiHeight;WORDbiPlanes;WORDbiBitCount;DWORDbiCompression;DWORDbiSizeImage;LONGbiXPelsPerMeter;LONGbiYPelsPerMeter;DWORD

34、biClrUsed;DWORDbiClrImportant;BITMAPINFOHEADER;,82,3.10 OpenGL学习,图像格式与OpenGL为了从某种格式中解析出像素数组，需要知道格式的定义。OpenGL中不包含任何解析已有图像格式的函数与功能。在OpenGL中的图像就是内存中存储的标准数据类型的数组。,83,3.10 OpenGL学习,在现代的计算机图形系统中，用户程序既可以向缓存中写入数据，也可以从中读取数据。对缓存的读写通常是一个矩形的像素块(位块，bit blocks)。,84,3.10 OpenGL学习,在填充多边形时每次光栅化一条扫描线。当显示光栅字符时写一小块位。当进

35、行清除操作时，改变缓存中所有像素的值。需要在硬件和软件方面提供对位块进行尽可能有效操作的功能称为位块传送操作，也称为光栅化操作。,85,3.10 OpenGL学习,要把源缓存中的一块nm像素复制到目标缓存中，那么进行这种操作的位块传送函数应当具有形式。write_block(source,n,m,x,y,destination,u,v);本函数调用改变了整个目标块。针对位块传送操作优化的硬件具有与几何操作的流水线硬件完全不同的框架。,86,3.10 OpenGL学习,写入操作的模型和读写内存不同，位块传送操作有多种写入方式，在写入源像素前可读出目标缓存中的像素。像素逻辑运算 源像素:s 目标像

36、素:d写入的目标像素:dd=f(s,d)其中s=0 或1,d=0 or 1,87,3.10 OpenGL学习,源像素与目标像素逐位结合在一起，有16种可选的函数(表格中的每列为一种)。,88,3.10 OpenGL学习,定义矩形的形状或图案，可以使用位图和像素图。像素图：一个彩色像素阵列像素阵列的参数包括指向颜色矩阵的指针、矩阵的大小及其将要影响的屏幕区域。实现像素阵列的另一种方法是为矩阵中的每一个元素赋值为0或1。此时，阵列简化成位图，有时也称为掩膜，它指出一个像素是否被赋予预定颜色。,89,3.10 OpenGL学习,OpenGL维持了一个当前光栅位置，它是状态的一部分，可看作在屏幕坐标系

37、中定义的内部光标，指示光栅化像素写入的位置。当前光栅位置由glRasterPos*()设置。例 glRasterPos3f(x,y,z);三个浮点数定义了一个光栅位置，在变换为屏幕坐标前要经过模型-视图变换和投影变换。,90,3.10 OpenGL学习,绘制位图 glBitmap(width,height,x0,y0,xi,yi,bitmap)width和height的单位是位，表示bitmap 的行数和列数。x0,y0是相对于当前光栅位置的偏移值，给出了位图左下角的起始绘制位置。xi,yi表示位图绘制后当前光栅的移动值。,91,例子：棋盘 GLubyte wb2=0 x00,0 xff;GL

38、ubyte check512;int i,j;for(i=0;i64;i+)for(j=0;j64,j+)checki*8+j=wb(i/8+j)%2;glBitmap(64,64,0.0,0.0,0.0,0.0,check);,3.10 OpenGL学习,92,3.10 OpenGL学习,光栅颜色来自于用glColor*()设置的绘图颜色。最后一次调用glRasterPos*()时的当前绘图颜色作为 光栅颜色。glColor3d(1.0,0.0,0.0);glRasterPos3d(x,y,z);glColor3d(0.0,0.0,1.0);glBitmap();glBegin(GL_LIN

39、ES);glVertex3d();glEnd();几何体以蓝色绘制，位图采用红色显示。,93,3.10 OpenGL学习,处理器内存-帧缓存 glDrawPixels(width,height,format,type,myimage)；从当前光栅位置开始写入像素格式与类型。格式format描述图像在处理器内存中的存储格式。图像格式：RGB,RGBA,颜色索引 类型type是在应用程序中所采用的数据类型:int,float例如：GLubytemyimage5125123;glDrawPixels(512,512,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,myimage);,94,3.10

40、OpenGL学习,帧缓存-处理器内存 glReadPixels(x,y,width,height,format,type,myimage)x,y：帧缓存中的开始像素位置 width,height：大小 format：图像格式 type：像素类型 myimage：指向处理器内存的指针 GLubyte myimage5125123;glReadPixels(0,0,512,512,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,myimage);,95,3.10 OpenGL学习,帧缓存-帧缓存 将一块像素数据从OpenGL缓存的一个位置复制到另一个位置。glCopyPixels(xmin,ymi

41、n,width,height,pixelValue)xmin,ymin：块的左下角屏幕坐标位置 width,height：要复制的列数和行数 pixelValue：要复制的数据种类，可以取GL_COLOR、GL_DEPTH和GL_STENCIL。glCopyPixels(0,0,100,100,GL_COLOR);,96,3.10 OpenGL学习,多边形 像素阵列 字符图元 显示列表 显示窗口重定形,97,3.10 OpenGL学习,glutBitmapCharacter(font,character)显示字符串glRasterPosition2i(x,y)for(k=0;k36;k+)gl

42、utBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15,textk);显示轮廓字符glutStrokeCharacter(font,character),98,3.10 OpenGL学习,多边形 像素阵列 字符图元 显示列表 显示窗口重定形,99,3.10 OpenGL学习,将对象描述成一个命名的语句序列并存储起来,称为显示列表。使用glNewList/glEndList函数包围一组OpenGL命令就可形成显示列表。glNewList(listID,listMode).glEndList();让OpenGL生成一个标志 listID=glGenLists(1);查询 glI

43、sList(listID);删除 glDeleteLists(startID,nLists);,100,3.10 OpenGL学习,例：regHex=glGenLists(1);glNewList(regHex,GL_COMPILE);glBegin(GL_POLYGON);for(k=0;k6;k+)theta=TWO_PI*k/6.0;x=200+150*cos(theta);y=200+150*sin(theta);glEnd();glEndList();glCallList(regHex);,101,3.10 OpenGL学习,例：字体的存储 光栅字体的显示速度比矢量字体快很多。假设要

44、定义8x13字体中的128个字符，可以如下应用数组 GLubyte my_font12813;可以应用显示列表定义字体 base=glGenLists(128);for(i=0;i128;i+)glNewList(base+i,GL_COMPILE);glBitMap(8,13,0.0,2.0,10.0,0.0,my_fonti);glEndList();注意：每个字符从当前光栅位置上移2位开始，当字符绘制后，向右平移2位，这样字符间有2位的水平和竖直间距。,102,3.10 OpenGL学习,多边形 像素阵列 字符图元 显示列表 显示窗口重定形,103,3.10 OpenGL学习,窗口重定形

45、函数 glutReshapeFunc(winReshapeFcn),104,3.10 OpenGL学习,#include#include#include const double TWO_PI=6.2831853;/*Initial display-window size.*/GLsizei winWidth=400,winHeight=400;GLuint regHex;class screenPt public:GLint x,y;,105,3.10 OpenGL学习,static void init(void)screenPt hexVertex,circCtr;GLdouble the

46、ta;GLint k;/*Set circle center coordinates.*/circCtr.x=winWidth/2;circCtr.y=winHeight/2;glClearColor(1.0,1.0,1.0,0.0);/Display-window color=white./*Set up a display list for a red regular hexagon.*Vertices for the hexagon are six equally spaced*points around the circumference of a circle.*/,106,3.10

47、 OpenGL学习,例子regHex=glGenLists(1);/Get an identifier for the display list.glNewList(regHex,GL_COMPILE);glColor3f(1.0,0.0,0.0);/Set fill color for hexagon to red.glBegin(GL_POLYGON);for(k=0;k 6;k+)theta=TWO_PI*k/6.0;hexVertex.x=circCtr.x+150*cos(theta);hexVertex.y=circCtr.y+150*sin(theta);glVertex2i(h

48、exVertex.x,hexVertex.y);glEnd();glEndList();void regHexagon(void)glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glCallList(regHex);glFlush();,107,3.10 OpenGL学习,void winReshapeFcn(int newWidth,int newHeight)glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(0.0,(GLdouble)newWidth,0.0,(GLdouble)newHeight);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);void main(int argc,char*argv)glutInit(,108,3.10 OpenGL学习,109,第三章 输出图元,3.1 画线算法 3.2 帧缓冲器的装载3.3 圆、椭圆和圆弧的生成3.4 其它曲线3.5 并行画线算法3.6 像素编址和对象的几何要素3.7 保留显示物体的几何特性3.8 填充区图元3.9 多边形填充区3.10 OpenGL学习,110,谢谢欢迎交流！更多信息请参见http:/,计算机图形学,