VB开发OpenGL绘制三维地质构造图.docx

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VB开发OpenGL绘制三维地质构造图

VB开发OpenGL绘制三维地质构造图

1.前言

曾经为了在计算机上实现一幅三维地质构造图,费尽周折,而结果却难以令人满意。

而现在,因为有了OpenGL这一切都变得简单了。

1992年,OpenGL正式成为适用于各种计算机环境下的三维应用程序接口(3DAPI>。

目前,它已经成为国际上通用的开放式三维图形标准。

作为一个优秀的三维图形接口,OpenGL提供有丰富的绘图命令,利用这些命令能够开发出高性能、交互式的三维图形应用软件。

然而,目前国内介绍OpenGL的实例都是利用VC或C++开发的,令众多计算机工作者望而止步,因而,本文特意选用了简单的VB开发工具结合OpenGL来开发三维地质构造图。

希望对那些对OpenGL感兴趣的工作者有所帮助。

b5E2RGbCAP

本文绘制出来的三维地质构造图可以绕X、Y、Z轴进行360度自由旋转,也可以进行自动旋转;并可以对三维图分别沿X、Y、Z轴进行比例缩放,也可以使三维图沿X、Y、Z轴三个方向同时进行相同比例缩放。

p1EanqFDPw

2.Win32环境下的OpenGL编程

1>建立视图界面

.新建一个标准EXE工程;

.在部件中添加COMCTL32.OCX控件;

.在工程菜单下的引用子菜单下加入VBOpenGL库

2>创建设备描述表 

.定义像素格式结构 

Dim pfd As PIXELFORMATDEscriptOR

.描述像素格式

pfd.nSize = Len(pfd>--结构大小

pfd.nVersion = 1--版本号

pfd.dwFlags = PFD_SUPPORT_OPENGL Or--支持OpenGL

PFD_DRAW_TO_WINDOW Or --绘制到Windows

PFD_DOUBLEBUFFER Or --支持双缓冲区

PFD_TYPE_RGBA--RGBA颜色模式

pfd.iPixelType = PFD_TYPE_RGBA--像素格式类型

pfd.cColorBits = 16--所需的颜色索引位数

pfd.cDepthBits = 16--所需的深度缓冲区位数

pfd.iLayerType = PFD_MAIN_PLANE--主层类型

l 为设备描述表得到最匹配的像素格式,确定pfd结构是否存在

PixelFormat = ChoosePixelFormat(hdc, pfd>

If PixelFormat = 0 Then

MsgBox "设备描述表支持的像素格式" & vbCrLf & vbCrLf & _

"与给定像素格式不匹配!

", vbCritical, "错误"

End

End If

.设置设备描述表的像素格式,把指定的像素格式赋给指定的设备

spf = SetPixelFormat(hdc, PixelFormat, pfd>

If spf = False Then

MsgBox "设置设备描述表像素格式失败!

", vbInformation, "失败"

End

End If 

3> 创建绘图描述表

创建绘图描述表

hGLRC = wglCreateContext(hdc> 

使之成为当前绘图描述表

wglMakeCurrent hdc, hGLRC 

4> 设置绘图环境

允许深度比较

glEnable GL_DEPTH_TEST  

顶点逆时针方向定义的多边形为前面

glFrontFace GL_CCW

设置绘图背景色

glClearColor 0, 0, 0, 1 

5> 定义光照和材质

打开光照,放置一个光源,定义光照模型

glEnable GL_LIGHTING

glEnable GL_LIGHT0

glLightModelf GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, GL_TRUE 

设置光源位置

Dim LightPos(3> As GLfloat

LightPos(0> = 1:

 LightPos(1> = 1:

 LightPos(2> = 1:

 LightPos(3> = 0 DXDiTa9E3d

glLightfv GL_LIGHT0, GL_POSITION, LightPos(0> 

设置环境光

Dim Light_Ambient(3> As GLfloat 

Light_Ambient(0> = 0.7:

 Light_Ambient(1> = 0.7

Light_Ambient(2> = 0.7:

 Light_Ambient(3> = 1

glLightfv GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, Light_Ambient(0>

设置漫射光

Dim Light_Diffuse(3> As Glfloat

Light_Diffuse(0> = 0.6:

 Light_Diffuse(1> = 0.6

Light_Diffuse(2> = 0.6:

 Light_Diffuse(3> = 1

glLightfv GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, Light_Diffuse(0>

设置镜面光

Dim Light_Specular(3> As Glfloat

Light_Specular(0> = 1:

 Light_Specular(1> = 1

Light_Specular(2> = 1:

 Light_Specular(3> = 1

glLightfv GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, Light_Specular(0>RTCrpUDGiT

设置材质属性

设置模型镜面光反射率属性

Dim SpecRef(3> As GLfloat 

SpecRef(0> = 0.1:

 SpecRef(1> = 0.1

SpecRef(2> = 0.1:

 SpecRef(3> = 1 

glMaterialfv GL_FRONT_AND_BACK,

GL_SPECULAR, SpecRef(0> 

设置材质镜面指数,它确定镜面光斑的大小和聚焦程度。

取值1-128,该值越大,表面光泽越明显

glMateriali GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, 128 使用颜色跟踪法,设置模型前后面环境反射率和漫射反射率属性5PCzVD7HxA

glEnable GL_COLOR_MATERIAL

glColorMaterial GL_FRONT_AND_BACK,

GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE 

6> 初始化颜色表

预先构造好颜色表。

当读入高程数据时,可以根据Z值来访问颜色表,从而计算出该顶点的颜色<不同的高度层用不同的颜色显示)。

jLBHrnAILg

Private Sub InitColorTable(>

’初始化颜色表

For i = 0 To 255

With ColorTable(i>

R = 255 - i:

 .G = i:

 .B = 0

End With

Next i

For i = 256 To 510

With ColorTable(i>

R = 0:

 .G = 255 - (i - 255>:

 .B = i – 255

End With

Next i

End Sub

7> 从数据文件中获取数据

从data.txt文件中获取顶点数据。

data.txt数据文件中第一行是构造图横向采样点的个数,第二行是构造图纵向采样点的个数,第三行为采样点的间距,第四行起为采样点的高度值。

GetDataFromFile(>过程从data.txt文件中读取数据,由于是等间距采样数据,所以顶点的X和Y坐标值可以直接计算出来,只有Z坐标值从数据文件中读入。

获得顶点数据之后,计算出顶点的颜色,及填充三角形的法线矢量<用三角形序列填充)。

xHAQX74J0X

8> 设置窗口识见区和裁剪区

设置窗口识见区和修剪空间,保持坐标系到屏幕坐标的映射不变

glViewport 0, 0, w, h ’定义视见区

glMatrixMode GL_PROJECTION ’定义矩阵为投影矩阵

glLoadIdentity ’用于在进行矩阵处理之前"复位"坐标系

If w 〈= h Then ’定义修剪空间

glOrtho -2000, 2000, -1000* h / w, 2000* h / w, -10000, 10000LDAYtRyKfE

Else

glOrtho-1000 * w / h , 2000* w / h, -1000, 2000, -10000, 10000Zzz6ZB2Ltk

EndIf

’告诉OpenGL将来的所有变换都会影响模型

glMatrixModeGL_MODELVIEW ’定义矩阵为模型变换矩阵

glLoadIdentity

9>绘制三维地质构造图

先进行旋转、比例和平移变换,再根据顶点数据进行绘图,运行结果如图2所示。

绘制出来的三维地质构造图可以绕X、Y、Z轴进行360度自由旋转,也可以进行自动旋转;并可以对三维图分别沿X、Y、Z轴进行比例缩放,也可以使三维图沿X、Y、Z轴三个方向同时进行相同比例缩放。

dvzfvkwMI1

10>把绘图描述表从线程上脱离并删除

PublicSubReleaseGLRC(hGLRCAsLong>

’把绘图描述表从线程上脱离并删除

IfhGLRC〈〉0Then

wglMakeCurrent0,0

wglDeleteContexthGLRC

EndIf

EndSub

3.结束语

目前,计算机图形学已进入三维时代,三维图形在人们周围无所不在,三维图形在军事、航空、航天、医学、地质勘探、艺术造型和文化娱乐等方面都有着十分广泛的应用,而OpenGL是一种三维图形开发标准,是从事三维图形开发工作的必要工具,其稳定性、可靠性、可扩展性等特点,赋予了其强大的生命力和应用前景,OpenGL已经广泛应用于在CAD/CAM/CAE、医学图像处理、虚拟现实、娱乐、广告等领域,因而对于OpenGL的研究和应用有着重大意义。

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