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关键词：OPENGL；3DMAX；ASE文件；投影和变换中图分类号：TP391.72；TH311.52 文献标识码：B0 前 言OPENGL是一个硬件和图形软件接口，由于它在三维真实感图形制作中性能优秀，诸如Microsoft、SGI、IBM、DEC、SUN等计算机主导公司都采用了OPENGL标准，OPENGL已经成为事实上的高性能和交互式视景标准。Microsoft 公司在Window95/NT操作系统中支持OPENGL前，只有在昂贵的图形工作站上才能运行OPENGL程序，随着支持OPENGL图形加速卡的出现和PC机性能的提高，OPENGL在PC机上得到广泛的应用。OPENGL中很容易实现模型的各种变换、着色、光照、纹理、交互操作和动画，但是它只能提供基本几何元素的造型函数，使得复杂模型的建模相对困难。3DMAX是Kinetix公司的三维图形建模和动画软件，能方便建立各种复杂物体模型，但是很难进行程序控制。因此，我们自然想到在3DMAX中建立好复杂模型后，在OPENGL中实现对其方便控制和变换。1 OPENGL的基本操作①物体的绘制：通过点、线、多边形实现。②变换：投影变换、几何变换、裁剪变换、视口变换。③着色：OPENGL提供RGBA模式和颜色索引模式，提供224种颜色。④纹理映射：在具体模型表面加上现实世界中物体的纹理，可使三维模型更生动。⑤交互操作和动画：OPENGL辅助函数库提供了消息响应函数，可以较方便的实现交互程序控制。⑥其它：光照、反走样、混合、雾化等功能。2 3DMAX ASE模型描述及OPENGL控制2.1 用C语言数据结构描述3DMAX模型?在3DMAX中建立好模型后，仅以三角形网格方式存为ASE文件（ASCII文件），在程序中我们需建立对应的模型数据结构，本文以C语言数据结构为例。例子ASE文件包含简单的一个金字塔和球体，具体内容如下（略去头部）：*GEOMOBJECT {／／单个物体模型的开头*NODENAME "Pyramid01"／／物体名称· · · ·?*MESH {／／网格*TIMEVALUE 0*MESHNUMVERTEX 6／／物体的顶点数*MESHNUMFACES 8／／物体的三角形面数*MESHVERTEXLIST {*MESHVERTEX00.00000.000030.0000／／顶点坐标· · · ·?*MESHVERTEX50.00000.00000.0000}*MESHFACELIST {／／面号和构成面的顶点*MESHFACE0:A:0 B:1 C:2 AB:1 BC:1 CA:0· · · ·?*MESHFACE7:A:4 B:5 C:1 AB:0 BC:1 CA:1}}· · · ·｝*GEOMOBJECT {／／格式同上个物体*NODENAME "Sphere01"· · · ·}分析上面的ASE文件结构，可得到通用的对应ASE文件的C模型数据结构如下：点的定义：typedef struct PointType{ double x,x,y; } POINTTYPE;三角形面的定义 typedef struct FaceType{ int a,b,c; }FACETYPE;?单个物体的定义typedef struct ObjectType{int VertexNum;／／点的个数POINTTYPE *PointList;／／点列表int FaceNum;／／面的个数FACETYPE *FaceList;／／面列表OBJECTTYPE *Next;／／指向下一物体的指针}OBJECTTYPE;多个物体typedef struct ObjectsHead{int ObjectNum;／／物体的个数OBJECTTYPE *ObjectList;物体的列表}OBJECTSHEAD;2.2 读入3DMAX物体数据以OPENGL实现动画■从ASE文件导入物体数据int GetObjects(char *FileName,OBJECTSHEAD *Objects) ／／从文件中读入到Objects 中{FILE fp;／／文件指针char line〔200〕;／／存储文件中一行的数据OBJECTTYPE *p,q;POINTTYPE tempoint; FACETYPE tempface;if (fp=open(FileName,"r")ObjectNum=0;while(not eof(fp)) {getlint(fp,line);／／从文件中读入一行到Line;自定义函数；if(JudgeIn(line,"GEOMOBJECT")){／／物体定义的头部q=malloc sizeof(OBJECTTYPE);／／为物体分配空间q→Next:=NULL;if (Objects→ObjectList=NULL) p=ObjectList=q;else{ p→Next:=q;p=p→Next; }++Objects→ObjectNum; }if (JudgeIn(line,"*MESHNUMVERTEX")){q→VertexNum=GetVertexNum(line); ／／读入点数q→PointList=(POINTTYPE *) malloc(sizeof(POINTTYPE)*q→VertexNum); }if (JudgeIn(line,"*MESHNUMFACES") ){q→FaceNum=GetFaceNum(line); ／／读入面数q→FaceList=(FACETYPE *) malloc(sizeof(FACETYPE)*q→FaceNum); }if (JudgeIn(line," *MESHVERTEX")){GetPoint(line,tempoint);／／读入点座标AddPoint(q->PointList,tempoint);}／／将点加入点列表中if(JudgeIn(line," * MESHFACE")){GetFace(line,temface);／／读入面AddFace(q->PointList,temface); }／／将面加入面列表中}／／/While语句结束fclose(fp) ; return 1;}■在OPENGL中实现动画控制#include／／OPENGL核心库#include／／OPENGL 实用库#include／／OPENGL 辅助库OBJECTSHEAD *Objects；Gldouble rx=0,ry=0,rz=0;／／rx,ry,rz 为物体旋转的角度void CALLBACK myReshape(GLSize w,Glsize h)／／窗口改变尺寸回调函数{ glViewPort(0,0,w,h); }void CALLBACK display()／／显示物体回调函数{ int j,k; OBJECTTYPE *p;Delay(1000); Rx=rx+0.1; Ry=ry+0.1; Rz=rz+0.1;glClear(GLCOLORBUFFERBIT);／／清除OPENGL 的颜色缓冲glPushMatrix();glRotate(rx,ry,rz,0.0);／／旋转物体p=Objects→ObjectList;for( j=1;j<Objects→num;j++) { for(k=1;k<p→FaceNum;k++){glBegin(GLTRIANGLES);／／用OPENGL命令绘制三角形网格glVertex3f(p→PointList〔(p→Face-List〔i〕).a〕, p→PointList〔(p→Face-List〔i〕).b〕);glVertex3f(p→PointList〔(p→Face-List〔i〕).b〕, p→PointList〔(p→Face-List〔i〕).c〕);glVertex3f(p→PointList〔(p→Face-List〔i〕).c〕, p→PointList〔(p→Face-List〔i〕).a〕);glEnd();}p=p→Next; }glPopMatrix();glFlush()l; ／／与显示区交换数据}void main(void){auxInitDisplayMode(AUXSINGLE|AUXRGB);／／初始化显示模式auxInitPosition(0,0,400,400);／／初始化窗口位置和大小auInitWindow("OPENGL-3DMAX例子");／／标题glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);／／清除显示区auxReshapeFunc(myReshape);auxMainLoop(display);}3 结束语把3DMAX模型应用于OPENGL中,降低了OPENGL复杂建模的难度,我们可以得到较真实的复杂物体模型。在飞机运动模拟和远程姿态监控的具体应用中,我们在OPENGL程序中引入3DMAX飞机模型,得到了满意的三维动画效果。同样，我们还可以编制AutoCAD、UG等多种图形接口程序,把在AutoCAD、UG等CAD软件中建立的物体模型引入OPENGL的应用程序中, 将可应用于飞行模拟、运动虚拟仿真、商业广告、游戏制作、影视采辑等多个领域。 |
