先进软件开发技术答案

1、1、OPENGL是什么？简述其发展历史OpenGL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准，它是在SGI等多家世界闻名的 计算机公司的倡导下，以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个通用共享的开放式三维图 形标准。发展历史：1、1992年7月，SGI公司发布了 OpenGL的1.0版本；2、1995 年 OpenGL 的 1.1 版本；3、2003 年的 7 月 28 日，SGI 和 ARB 公布了 OpenGL 1.5；4、2004 年 8 月，OpenGL2.0 版本；5、2008年8月初Khronos工作组在Siggraph 2008大会上宣布了 OpenGL 3.0图形接口 规范；

2、6、2009年3月又公布了升级版新规范OpenGL 3.1；7、2009 年 8 月 Khronos 小组发布了 OpenGL 3.2；8、2010 年 7 月 26 日发布 OpenGL 4.1 和 OpenGL OpenGL Shading Language 4.109、2011年8月9日在温哥华举行的SIGGRAPH 2011大会上Khronos发布了新的OpenGL4.2标准；10、2012年8月7日，Khronos Group组织也公布了桌面版OpenGL的最新版本4.3；2.、OPENGL的特点与不足OpunCL 圣*点 C2 / 3)冬彳亍秘犬x,咨以使m空硬件朽系齐括UI口丁吏

3、用敝仆更件纫I *具村 臣 女子-白勺1中由矛吒J.ii j -opc-nCiL 八尸UKJl卸汆尸n半呈由 口丁以旧彳_T & 许彩 绿统上， 色才舌铮利，月2子也皆r- eu OpvrC：基;平存 n、匚 C 3 Z 3 只年壬 m 牡r白勺切）ta任M QpucOJ私；冷止 fJt 丁仝 左了自勺工JLr肯险由、尤柯LfLill.JI-次 J3 +,叮-LX.成访亏大史相刈七E打七相白勺户向嗷.- -T1如坨-I Jj I飞勺13 L-J卢恁 公 敬:冲虫一入 :.木-* flJ rni_J1 f r. I JIU匕，0日口1-口自庠外蛙居淄心比护1处比手11异笙？相L I苦I刀多殳会f

4、刖 与章彳去口勺 处月旻不足：1、由于OpenGL是3D图形的底层图形库，没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场 景。2、OpenGL仅提供图形绘制功能，甚至没有交互功能。3、OpenGL缺乏面向对象功能。4、OpenGL仅是一个包含120多个图形函数组成的图形库，它缺乏面向对象能力，不符 合当前流行的软件设计思想，况且它与操作系统之间的连接烦琐，每次创建OpenGL应用 程序时都需要重新书写连接代码，而无法共享这部分公用代码，另外在Visual C+环境中 编程时，它把对像素结构描述、着色环境创建等代码都添加到视类中处理，不符合软件编程 习惯，不利于了解程序编制的流程、思路和思想。3、图形

5、系统的结构21.计算肌图形系统概述2.1.1.计算机图町系筮的功能计算机图形系统是由计算机留形硬件和计算机图形软件组成它的基木任务是仙究如何. inf用计算机生成、姓理和昼小图珞 十交互式计算机图形系统应Si苛算、存儒-尘互、输 入和输出弊5申JL拥如圈工I所小=1；计算能(Computing)；.成包拈地体设 计和分析方法的程.序库.描述推体的图形数据 库，数揖库刊财坐标的平移、就总投 透 视等儿何变换程序圭、帅懿、lIllH生成和囹出相 色关系的料测座等。5)有牌功能V圮怛殷X打计算机内存倍器 利汁存储髀中依能存旭各利噂体的j L何数爵双 形体之间屈旦K系，E实觊对它座据的土：H检 索以威

6、男寿耐图形的删麝 增岛恪改第代翥箱入助能input由图形输入度备将所没计的图形形体的L何畲射例如大小、 位W等)和各利欧阁命今粒入到阁地禀纳申r输出功能(Ouiput).图形系统成仃文字、图后、囹像信息输山功能.牝显小屏幕上 显小设计过程三前的状态以及经这图形编珥后的器果“同时还能通迪殁图很、打印机等漫备 实现硬拷贝输皿.以便氐即保存n*登U功能UnSctiv心通过显小牌或权他人一机交互设备宜接进行人TL通胃 对计算结果和图坍，利用定位、拾取等手段送行.修改 同时对设计斤或操作员执打的新误治 予必要的提示和指助.以.5料时能是个圈形.系鸵所二备的最基本-力能，至母-功能中具有哪 因叩1的系筑加

7、异=用形应用敕件图形支挂址件卜字模字障厚 一 isste型 L几何描配数据 厂图形处理欹件 一图形生成软件图形用户接口圈形情助控制 L圜形工具软件厂操作系统囹形扩底 U图形削os程序 J僵言图形语句 图形于程序座 L图形款件包L微皿荷算机一 1：作站计算机网籍中小地十算机囹拒抽及设备一图形输出设备图形显示设备图2 2 汁弃机阁推第觥的结物主要有两部分构成，1、输入设备（输入硬件如键盘、鼠标及手写板;）2、图形形成设备（如处理器、内存及帧缓冲）；3、输出设备（显示器等）；函数Primitives （图元函数）Attributes（属性函数）Viewing （观察函数）Contro 1（控制函数）

8、Input （输入与窗口函数）Query （查询函数）4、合成相机模型从前而介绍的光学成像系统的模型可以门然地引出现代三维计算机图形学的概念基础我们认 为，利用计算机生成图像和在光学系统中成像是相似的，这一模式称为虚拟照相机模型(synthetic, camera model )G考虑图1.16所示的成像系统，图中仍III包含对象和一个观察者，这里的观察者是 一个折叠暗箱照相机图像是在照相机后部的胶片平而上生成的，为了能够模们这个过程以生成 人造图像，需要明确-些基本原理。图1.16成像系统第一，对象的确定不依栽于观察者。因此，在一个图形J车中，可以期望有不同的函数来分别指 定对象和观褰者。第

9、二，可以像对针孔照相机所做的那样.利用简单的儿何方法计算图像。考虑如图1.17所示 的包含观察者和简单对象的例视图。图1.17(a)所示的视图和针孔照相机的情形类似。注意物体的 像相对于物体足倒立的。在实际的照相机中，可以通过翻转胶片来获得正立的像.但对于虚拟照相 机，可以使月个简单的技巧而尤须翻转。在透镜前画另一个平面(见图1.17(b).三维的情景示 于图1.18八为r找出对象上的-点在虚拟成像平面上所成的像，从该点到透镜的中心连-条线，这条线称为投(projector),透镣的中心称为投影中心(centeryfprojection, COP)0注意*防有 的投影线都经过投影中心.在这个虚

10、报照相机中，稼到透链前由来的瞭拟成像平面祢为投影平面 (praecLioR plane ),对象上点的像位于投影线和投影F何的变点匚第5章将详细讨论这个过棵并 S出相关的数学公式匚阳1-17图撤生戒的两个等价视图1的在照相机的后部波像；5J杷成像平询药到睫踞机前两朗1.1&利用虚以雅相机成像还临须考虑到图像的大小是受限的前而已竖讲到，不是所有物体新5可以在针孔照相机的技片 平面上完整地成像，视律就是用来节述这个限制的、切图19所示，在虚拟照相机中，可以通对在 投彩平面内设置一裁J孑矩形(ctippirg rectangle )或者裁取橱口( clipping window)来把这个限制 移到透

11、镜的熟面四中的矩够起窗口的作用，位于投岸中心的观察者透过这个盲口现察场景。靖定 投影中心的位置L投彩平面的位置和方向以及裁葬窜口的大小，就能够确定邸些对象会在图像中 出现口好处：1、分离的对象，浏览器，光源；2、二维图形是三维图形的一个特例；3、导致简单的软件API4、导致简单软件API (指定物体，灯光，摄像机，属性；执行确定图像);5、导致快速的硬件实现；5、OpenGL流水线结构流水线体系结构(PipelineArchitecture) a* (b + c)大大提高系统的吞吐率(throughput)b 一TAI*A 十尚豚用程序进行OpcrGL API函数谪用的时候，OpcnGL命令将

12、被成在一个帝令簇冲区 中，这样，帝令缓冲区中包含了大量的命令-顶点数据和绞埋数据-肖这个缭冲区被清空时, 缱冲区中的命令和数据都粽俺庭绐流水城的下一个阶段，或者盹，只有当带令短冲区被清空 时r OpcnSL命令才会被执行:图L3显示T一条简化原的OpEiGL流水纵阳3 一条筒化版的OprnGL疏水垸在DpcnGL中，命令缰冲X中的几何顶点数据通常还要进行几何变换以茂光照计算，井 逋过揩定的方法进行投婚，为下一步光棚化撒准备e光袖化根据阁形的兀何形状、颔色和致 理数据产生一系列图饮的帧缀存地址和图元的二.维描述值，光枷化的结果最后被放世在帔缱 存中帔缓存是图形显示设备的内存，这样图像就显示在屏肆上了。二、编程题#include void mydisplay()(glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glBegin(GL_POLYGON);glVertex2f(-0.5, -0.5);glVerte