++實(shí)例程序_地學(xué)三維可視化與

以Microsoft Visual Studio為開發(fā)工具，基于Open GL圖形庫開發(fā)三維可視化的地學(xué)信息系統(tǒng)是比較快捷的方式。以下通過Microsoft Visual C＋＋2010建立基于Open GL圖形庫的單文檔應(yīng)用程序框架為例，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的三維可視化系統(tǒng)。

1．使用MFCApp Wizard建立單文檔的應(yīng)用程序框架，并加入Open GL圖形庫

用MFC App Wizard創(chuàng)建一個(gè)單文檔的MFC EXE項(xiàng)目，工程名稱假設(shè)為“Ex Open GL”， Application Type選擇“Single Document”，Project Style選擇“MFC Standard”。如圖7-4所示，在工程屬性設(shè)置中的“Additional Dependencies”中添加“opengl32．lib；glaux．lib；glu32． lib”等Open GL圖形庫。

并在視圖類的Ex Open GLView．h中增加Open GL圖形庫的文件包含：

＃pragma once

＃include＜GL＼GL．h＞

＃include＜GL＼GLU．h＞

＃include＜GL＼GLaux．h＞

class CEx Open GLView：public CView

｛

……

｝；

給工程添加一個(gè)位圖資源IDB＿BITMAP＿SHOW對(duì)應(yīng)某個(gè)圖片，用于本例中的紋理貼圖。

2．通過Class Wizard給視圖類添加成員變量及成員函數(shù)，并增加WM＿CREA－TE、WM＿SIZE、WM＿ERAZEBKGND、WM＿KEYDOWN、WM＿DESTROY等消息響應(yīng)函數(shù)

Ex Open GLView．h的主要程序代碼內(nèi)容如下：

class CEx Open GLView：public CView

｛

……

圖7-4 應(yīng)用程序框架設(shè)置中添加Open GL圖形庫

public：

void initialize RC（）；／／初始化Open GL Render Context

void destroy RC（）；／／刪除Open GL Render Context

void display Scene（）；／／渲染場(chǎng)景

／／讀資源位圖

BYTE＊glt Resource BMPBits（UINT n Resource，int＊n Width，int＊n Height）；

void load Texture Image（）；／／導(dǎo)入紋理圖片

public：

CClient DC＊m＿p DC；／／DC

HGLRC m＿RC；／／Open GL RC

／／相機(jī)參數(shù)：眼睛位置，視點(diǎn)，向上方向

double m＿eye Position［3］，m＿eye Center［3］，m＿eye Updirection［3］；

int m＿viewport［4］；／／視口參數(shù)（xloc，yloc，width，height）

｝；

Ex Open GLView．cpp中的成員函數(shù)代碼主要如下：

＃include"Resource．h"

＃include＜math．h＞

＃define PI 3．1415926

／／讀資源位圖

BYTE＊CEx Open GLView：：glt Resource BMPBits（UINT n Resource，int＊n Width，int＊n Height）

｛

HINSTANCE h Instance；／／Instance Handle

HANDLE h Bitmap；／／Handle to bitmap resource

BITMAPINFO bm Info；

BYTE＊p Data；

／／Find the bitmap resource

h Instance＝Get Module Handle（NULL）；

h Bitmap＝Load Bitmap（h Instance，MAKEINTRESOURCE（n Resource））；

if（h Bitmap＝＝NULL）

return NULL；

Get Object（h Bitmap，sizeof（BITMAPINFO），＆bm Info）；

Delete Object（h Bitmap）；

h Bitmap＝Load Resource（h Instance，

Find Resource（h Instance，MAKEINTRESOURCE（n Resource），RT＿BITMAP））；

if（h Bitmap＝＝NULL）

return NULL；

p Data＝（BYTE＊）Lock Resource（h Bitmap）；

p Data＋＝sizeof（BITMAPINFO）1；

＊n Width＝bm Info．bmi Header．bi Width；／／bm．bm Width；

＊n Height＝bm Info．bmi Header．bi Height；／／bm．bm Height；

return p Data；

｝

／／導(dǎo)入紋理圖片

void CEx Open GLView：：load Texture Image（）

｛

BYTE＊p Bytes；

int n Width，n Height；

p Bytes＝glt Resource BMPBits（IDB＿BITMAP＿SHOW，＆n Width，＆n Height）；

gl Tex Envi（GL＿TEXTURE＿ENV，GL＿TEXTURE＿ENV＿M(jìn)ODE，GL＿DECAL）；

gl Tex Parameteri（GL＿TEXTURE＿2D，GL＿TEXTURE＿M(jìn)IN＿FILTER，GL＿LINEAR）；

gl Tex Parameteri（GL＿TEXTURE＿2D，GL＿TEXTURE＿M(jìn)AG＿FILTER，GL＿LINEAR）；

gl Tex Parameteri（GL＿TEXTURE＿2D，GL＿TEXTURE＿WRAP＿S，GL＿REPEAT）；

gl Tex Parameteri（GL＿TEXTURE＿2D，GL＿TEXTURE＿WRAP＿T，GL＿REPEAT）；

gl Tex Image2D（GL＿TEXTURE＿2D，0，GL＿RGB8，n Width，n Height，0，

GL＿BGR＿EXT，GL＿UNSIGNED＿BYTE，p Bytes）；

｝

／／初始化RC

void CEx Open GLView：：initialize RC（）

｛

HDC hdc＝m＿p DC ＞Get Safe Hdc（）；

／／初始化像素格式

PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd＝｛

sizeof（PIXELFORMATDESCRIPTOR）， ／／pfd結(jié)構(gòu)的大小

1， ／／版本號(hào)

PFD＿DRAW＿TO＿WINDOW｜ ／／支持在窗口中繪圖

PFD＿SUPPORT＿OPENGL｜ ／／支持Open GL

PFD＿DOUBLEBUFFER， ／／雙緩存模式

PFD＿TYPE＿RGBA， ／／RGBA顏色模式

24， ／／24位顏色深度

0，0，0，0，0，0， ／／忽略顏色位

0， ／／沒有非透明度緩存

0， ／／忽略Alpha偏移位

0， ／／無累加緩存

0，0，0，0， ／／忽略累加位

32， ／／32位深度緩存

0， ／／無模板緩存

0， ／／無輔助緩存

PFD＿M(jìn)AIN＿PLANE， ／／主層

0， ／／保留

0，0，0 ／／忽略層，可見性和損毀掩模

｝；

int pixelformat＝：：Choose Pixel Format（hdc，＆pfd）；／／選擇像素格式

BOOL rt＝Set Pixel Format（hdc，pixelformat，＆pfd）；

m＿RC＝wgl Create Context（hdc）；／／創(chuàng)建RC

wgl Make Current（hdc，m＿RC）；／／關(guān)聯(lián)DC與RC

｝

／／刪除RC

void CEx Open GLView：：destroy RC（）

｛

wgl Make Current（NULL，NULL）；

if（m＿RC）

｛

wgl Delete Context（m＿RC）；

m＿RC＝NULL；

｝

｝

／／繪制場(chǎng)景

void CEx Open GLView：：display Scene（）

｛

gl Clear Color（1．0f，1．0f，1．0f，1．0f）；／／背景為白色

gl Clear（GL＿COLOR＿BUFFER＿BIT｜GL＿DEPTH＿BUFFER＿BIT｜GL＿STENCIL＿BUFFER＿BIT）；

gl Draw Buffer（GL＿BACK）；

gl Enable（GL＿COLOR＿M(jìn)ATERIAL）；

gl Enable（GL＿DITHER）；

gl Shade Model（GL＿SMOOTH）；

gl Enable（GL＿DEPTH＿TEST）；／／深度測(cè)試

gl Front Face（GL＿CW）；

gl Polygon Mode（GL＿FRONT＿AND＿BACK，GL＿FILL）；

gl Viewport（m＿viewport［0］，m＿viewport［1］，m＿viewport［2］，m＿viewport［3］）；

gl Matrix Mode（GL＿PROJECTION）；

gl Load Identity（）；

int w＝m＿viewport［2］，h＝m＿viewport［3］；

if（w＝＝0） w＝1；

if（h＝＝0） h＝1；

glu Perspective（45．0，（double）w／（double）h，0．01，1000．0）；

gl Matrix Mode（GL＿M(jìn)ODELVIEW）；

gl Load Identity（）；

wgl Use Font Bitmaps（wgl Get Current DC（），0，256，1000）；

gl List Base（1000）；

gl Color3ub（255，0，0）；

gl Raster Pos3f（20．0f，35．0f，100．0f）；／／文字的三維位置

char info［］＝"Three dimensional visualization by Open GL．"；

gl Call Lists（strlen（info），GL＿UNSIGNED＿BYTE，info）；

glu Look At（m＿eye Position［0］，m＿eye Position［1］，m＿eye Position［2］，

m＿eye Center［0］，m＿eye Center［1］，m＿eye Center［2］，

m＿eye Updirection［0］，m＿eye Updirection［1］，m＿eye Updirection［2］）；

／／繪制一個(gè)紅色的平面

gl Push Matrix（）；／／壓入堆棧

gl Begin（GL＿POLYGON）；

gl Color3ub（255，0，0）；

gl Vertex3d（1．0，1．0，1．0）；

gl Vertex3d（1．0， 1．0，1．0）；

gl Vertex3d（1．0， 1．0， 1．0）；

gl Vertex3d（1．0，1．0，1．0）；

gl End（）；

gl Pop Matrix（）；／／彈出堆棧

／／繪制一個(gè)綠色的半透明平面

gl Blend Func（GL＿SRC＿ALPHA，GL＿ONE＿M(jìn)INUS＿SRC＿ALPHA）；

gl Enable（GL＿BLEND）；

gl Push Matrix（）；／／壓入堆棧

gl Color4ub（0，255，0，125）；／／最后一個(gè)分量alpha表示透明度

gl Begin（GL＿POLYGON）；

gl Vertex3d（1．0， 1．0，1．0）；

gl Vertex3d（1．0，1．0，1．0）；

gl Vertex3d（1．0，1．0， 1．0）；

gl Vertex3d（1．0， 1．0， 1．0）；

gl End（）；

gl Pop Matrix（）；／／彈出堆棧

gl Disable（GL＿BLEND）；

／／繪制一個(gè)帶紋理的平面

gl Enable（GL＿TEXTURE＿2D）；

gl Push Matrix（）；／／壓入堆棧

gl Begin（GL＿POLYGON）；

gl Tex Coord2f（0．0，0．0）；

gl Vertex3d（2．0， 2．0，0．0）；

gl Tex Coord2f（1．0，0．0）；

gl Vertex3d（2．0，2．0，0．0）；

gl Tex Coord2f（1．0，1．0）；

gl Vertex3d（2．0，2．0， 0．0）；

gl Tex Coord2f（0．0，1．0）；

gl Vertex3d（2．0， 2．0， 0．0）；

gl End（）；

gl Pop Matrix（）；／／彈出堆棧

gl Disable（GL＿TEXTURE＿2D）；

／／繪制一個(gè)茶壺

gl Push Matrix（）；／／壓入堆棧

gl Translatef（0．0，0．0，2．0）；

gl Rotatef（90．0，1．0，0．0，0．0）；

gl Color3ub（0，0，255）；

aux Solid Teapot（0．5）；

gl Pop Matrix（）；／／彈出堆棧

／／繪制文字

wgl Use Font Bitmaps（wgl Get Current DC（），0，256，1000）；

gl List Base（1000）；

gl Raster Pos3f（1．0f，1．0f，1．0f）；／／文字的三維位置

gl Call Lists（34，GL＿UNSIGNED＿BYTE，"This is an example of Open GL text．"）；

gl Flush（）；／／執(zhí)行

Swap Buffers（m＿p DC ＞Get Safe Hdc（））；／／把后臺(tái)的繪制交換到前臺(tái)顯示

｝

／／CEx Open GLView消息處理程序

int CEx Open GLView：：On Create（LPCREATESTRUCT lp Create Struct）

｛

if（CView：：On Create（lp Create Struct）＝＝1）

return 1；

m＿p DC＝new CClient DC（this）；

if（！m＿p DC）return 0；

initialize RC（）；／／初始化RC

load Texture Image（）；／／導(dǎo)入紋理圖片，以進(jìn)行紋理貼圖

／／初始化其他參數(shù)

m＿eye Position［0］＝8．0， m＿eye Position［1］＝0．0， m＿eye Position［2］＝4．0；

m＿eye Center［0］＝0．0， m＿eye Center［1］＝0．0， m＿eye Center［2］＝0．0；

m＿eye Updirection［0］＝0．0，m＿eye Updirection［1］＝0．0，m＿eye Updirection［2］＝1．0；

m＿viewport［0］＝0，m＿viewport［1］＝0，m＿viewport［2］＝100，m＿viewport［3］＝100；

return 0；

｝

void CEx Open GLView：：On Destroy（）

｛

CView：：On Destroy（）；

destroy RC（）；／／刪除RC

if（m＿p DC）delete m＿p DC；

｝

BOOL CEx Open GLView：：On Erase Bkgnd（CDC＊p DC）

｛

return TRUE；

｝

void CEx Open GLView：：On Size（UINT n Type，int cx，int cy）

｛

CView：：On Size（n Type，cx，cy）；

m＿viewport［2］＝cx，m＿viewport［3］＝cy；

｝

／／CEx Open GLView繪制

void CEx Open GLView：：On Draw（CDC＊／＊p DC＊／）

｛

CEx Open GLDoc＊p Doc＝Get Document（）；

ASSERT＿VALID（p Doc）；

if（！p Doc）

return；

display Scene（）；／／繪制三維場(chǎng)景

｝

void CEx Open GLView：：On Key Down（UINT n Char，UINT n Rep Cnt，UINT n Flags）

｛

switch（n Char）

｛

case VK＿LEFT：／／按下左箭頭，視圖向左旋轉(zhuǎn)10度

｛

double d Sin＝sin（10．0＊PI／180．0），d Cos＝cos（10．0＊PI／180．0）；

double d E［3］＝｛（m＿eye Position［0］m＿eye Center［0］），

（m＿eye Position［1］m＿eye Center［1］），

（m＿eye Position［2］m＿eye Center［2］）｝；

m＿eye Position［0］＝m＿eye Center［0］＋（d E［0］＊d Cos＋d E［1］＊d Sin）；

m＿eye Position［1］＝m＿eye Center［1］＋（d E［0］＊d Sin＋d E［1］＊d Cos）；

Invalidate（FALSE）；

｝

break；

case VK＿RIGHT：／／按下右箭頭，視圖向右旋轉(zhuǎn)10度

｛

double d Sin＝sin（10．0＊PI／180．0），d Cos＝cos（10．0＊PI／180．0）；

double d E［3］＝｛（m＿eye Position［0］m＿eye Center［0］），

（m＿eye Position［1］m＿eye Center［1］），

（m＿eye Position［2］m＿eye Center［2］）｝；

m＿eye Position［0］＝m＿eye Center［0］＋（d E［0］＊d Cos＋d E［1］＊d Sin）；

m＿eye Position［1］＝m＿eye Center［1］＋（d E［0］＊d Sin＋d E［1］＊d Cos）；

Invalidate（FALSE）；

｝

break；

default：；

｝

CView：：On Key Down（n Char，n Rep Cnt，n Flags）；

｝

其可視化效果如圖7-5所示。該例子演示了Open GL基本的幾何圖形、文字等繪制以及紋理貼圖、視圖旋轉(zhuǎn)操作等。

圖7-5 基于Open GL的三維可視化圖形系統(tǒng)示例