三维图形及动画软件开发流程

VC++ MFC 图像编程技巧

三维图形及动画软件开发流程

三维图形及动画场景的显示，就是把所建立的三维空间模型，经过计算机的 复杂处理，最终在计算机二维屏幕上显示的过程。一般，设计三维图形软件要经 过以下步骤：

A．图元建立三维模型。(以OpenGL（Open Graphics Library)为例，OpenGL 是一个开放的图形程序库,它可在UNIX、Windows 95、Windows NT等环境下运行）

B．设置观看物体的窗口和观看点（视点）。

C．设定各物体的属性（如色彩、光照、纹理映射等）

D．如果要物体动起来，还要进行图形变换（如几何变换、视窗变换和投影变换等）。

E．三维图形的二维化。

流程如下：

利用OpernGL的库函数， 我们能较容易按步骤实现三维图形处理软件的设计。

1. 建立三维模型

建立三维模型，就是在三维坐标系中画三维场景。利用画点（Point）、画线（Line）

、画多边形(Polygon)等函数可以建立复杂的空间模型。在表示三维空间时，一般用齐次

坐标（Homogeneous Coordinate）。在实际应用时一般把一系列顶点（Vertex ）组织起

来以构成物体或图元。

2.置窗口和视口

图形显示的区域称为显示窗口。流程顺序为：

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定义一个窗口一般由以下步骤完成：设置窗口模式，设置窗口位置、大小，初始化窗

口，窗口颜色设置。

清理窗口是指把窗口清成某种颜色。

要观看场景，也需要一个窗口，即视口。通俗地讲，视口变大，场景被放大；视口变

小，场景被缩小。

3.设置光照

要使物体具有真实感，就要对物体进行光照处理。在计算机图形学中，物体的真实

感应考虑两种因素：光源和物体材质。

光源：对人眼而言，光线照射物体可以看见两种光：反射光和透射光，其中反射光

有三个成分：环境反射、漫反射和镜面反射。

光源的实现过程为：

常用的有： 环境光、漫反射光、镜面反射光、光源位置、点光源聚光指数、点

光源聚光指数、点光源发散角。

材质：材料的颜色是由物体对R、G、B光的反射率来定义的，它也分为环境光、

漫反射光和镜面反射光。

4. 动画

三维动画，就是把三维物体通过各种三维图形变换，把它投影到视口中。OpenGL

提供双缓存来制作动画。计算机在显示前台缓存中的画面同时，在后台缓存中绘制下

一帧画面，需要显示后台缓存中的画面时，只要用函数把前后台缓存交换即可：图形

变换常用的函数，有：平移、旋转、放缩。

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三维图形是通过二维视口（屏幕）来观看的，因此，对三维图形要进行投影变换

和透视变换。