三維圖形及動畫場景的顯示，就是把所建立的三維空間模型，經過計算機的
復雜處理，最終在計算機二維屏幕上顯示的過程。一般，設計三維圖形軟件要經
過以下步驟：
A．圖元建立三維模型。(以OpenGL（Open Graphics Library)為例，OpenGL
是一個開放的圖形程序庫,它可在UNIX、Windows 95、Windows NT等環境下運行）
B．設置觀看物體的窗口和觀看點（視點）。
C．設定各物體的屬性（如色彩、光照、紋理映射等）
D．如果要物體動起來，還要進行圖形變換（如幾何變換、視窗變換和投影變換等）。
E．三維圖形的二維化。
流程如下：
利用OpernGL的庫函數， 我們能較容易按步驟實現三維圖形處理軟件的設計。
1. 建立三維模型
建立三維模型，就是在三維坐標系中畫三維場景。利用畫點（Point）、畫線（Line）
、畫多邊形(Polygon)等函數可以建立復雜的空間模型。在表示三維空間時，一般用齊次
坐標（Homogeneous Coordinate）。在實際應用時一般把一系列頂點（Vertex ）組織起
來以構成物體或圖元。
2.置窗口和視口
圖形顯示的區域稱為顯示窗口。流程順序為：
定義一個窗口一般由以下步驟完成：設置窗口模式，設置窗口位置、大小，初始化窗
口，窗口顏色設置。
清理窗口是指把窗口清成某種顏色。
要觀看場景，也需要一個窗口，即視口。通俗地講，視口變大，場景被放大；視口變
小，場景被縮小。
3.設置光照
要使物體具有真實感，就要對物體進行光照處理。在計算機圖形學中，物體的真實
感應考慮兩種因素：光源和物體材質。
光源：對人眼而言，光線照射物體可以看見兩種光：反射光和透射光，其中反射光
有三個成分：環境反射、漫反射和鏡面反射。
光源的實現過程為：
常用的有： 環境光、漫反射光、鏡面反射光、光源位置、點光源聚光指數、點
光源聚光指數、點光源發散角。
材質：材料的顏色是由物體對R、G、B光的反射率來定義的，它也分為環境光、
漫反射光和鏡面反射光。
4. 動畫
三維動畫，就是把三維物體通過各種三維圖形變換，把它投影到視口中。OpenGL
提供雙緩存來制作動畫。計算機在顯示前臺緩存中的畫面同時，在后臺緩存中繪制下
一幀畫面，需要顯示后臺緩存中的畫面時，只要用函數把前后臺緩存交換即可：圖形
變換常用的函數，有：平移、旋轉、放縮。
三維圖形是通過二維視口（屏幕）來觀看的，因此，對三維圖形要進行投影變換
和透視變換。 |