OpenGL模拟成像

OpenGL模拟成像 篇1

一、Open GL绘图环境初始化

Open GL是一个跨平台的三维图形库, 可在Windows、Unix和Mac等平台上运行。而Visual C++完善的基本类库MFC可开发出较高水平的Windows下三维图形应用程序。Open GL函数库和操作系统无关, 它有自己的独特设计。在Windows系统中, 这样的一组函数称为wiggle函数, 每个wiggle函数的前缀是“wgl”, 声明一个PIXELFORMATDESCRIP-TOR结构的变量[3], 并适当设置其结构成员的值, 使其支持Open GL及其颜色模式。再以此变量为参数调用Choose PixelFormat, 分配一个像素格式号[4], 然后调用Set Pixel Format () 将其设置为当前像素格式。

二、建立Open GL单文档应用程序框架

使用Visual C++的App Wizard和Class Wizard可以很容易地生成一个使用MFC的Open GL单文档应用程序框架。

(二) 添加消息响应函数。利用MFC Class Wizard为CMy SDOpen GLView类添加消息WM_CREATE、WM_DE-STROY、WM_SIZE和WM_TIMER的响应函数。第一步, 在On Create方法中初始化Open GL, 并设置定时器。第二步, 在On Timer响应函数中添加定时器响应函数和场景更新命令, 使得程序按照定时器设置的时间步长进行中断, 并调用OnDraw对场景进行更新、渲染。第三步, 添加On Size函数对用户进行窗口调整的消息进行响应, 并即时调整窗口的大小。第四步, 删除绘制描述表。

三、基于粒子系统的喷泉模拟

构造可视化系统的建模技术大致可以分为两类:几何建模和行为建模。几何建模处理物体的几何和形状的表示, 研究图形数据结构等基本问题;行为建模处理物体运动和行为的描述。

一个粒子系统由大量称为粒子的简单体素构成。每个粒子有一组属性, 如位置、速度、颜色和生命期。一个粒子究竟有什么样的属性, 主要取决于具体的应用。粒子的初值由随机过程产生。一个粒子系统是不断进化的。在生命期的每一刻, 都要完成以下4步工作:一是粒子源产生新粒子。产生任意数目的新粒子, 它们的初始属性由随机过程控制。每个粒子都有一个生命期, 如果某些粒子不应删除, 则可以赋予它无限长的生命期。二是更新现有粒子属性。例如, 若粒子有位置和速度属性, 在模拟重力场中的运动时, 可以如下更新粒子的位置和速度属性:v=v+gt, s=s+v!t在该步中, 粒子的生命期递减一个时间步。三是删除“死”粒子。检查粒子的生命期, 若为0则将粒子从系统中删除。四是绘制粒子。显示粒子系统中所有现存的粒子。在一般情况下, 粒子的几何特征十分简单, 可以采用一个像素或小的多边形来代表。

(一) 粒子数据结构的定义。

粒子数据结构的定义如下:

(二) 绘制喷泉。

1. 喷泉的渲染处理。

喷泉的渲染处理过程主要是利用了Open GL的特征函数和方法, 主要进行了两方面的处理:一是将喷泉模型渲染成纹理文件;二是采用透明纹理渲染技术。

2. 喷泉的实现。

在构造了简单的地面场景后, 取以原点为中心的圆周上的均匀点序列作为喷泉的喷射点, 按照上述提到的绘制方法即完成了喷泉的动态模拟。以下为粒子模拟的主要关键代码, 实现效果如图1所示。

四、结语

目前介绍MFC与Open GL连接的资料较少, 本文主要是在MFC下实现了一个简单的喷泉模拟程序, 主要的创新点是分析了MFC下消息响应的内部机制, 希望本次的探索能对以后利用MFC开发出更高效的程序有所帮助。

参考文献

[1] .葛芳, 张成, 韦穗等.基于粒子系统的烟花动画设计[J].计算机技术与发展, 2010, 20 (8) :183

[2] .庞新, 王相海.基于OpenGL的礼花粒子系统模拟研究[J].计算机科学, 2008, 35 (5) :216~219

[3] .姚莉, 肖健, 刘平.基于粒子系统的礼花模拟方法[J].东南大学学报, 2010, 40 (6) :1185~1189

星敏感器CCD相机成像模拟技术 篇2

星敏感器CCD相机成像模拟技术

星敏感器是卫星姿态确定与控制系统中重要的星上设备.为了能够方便地研究基于星敏感器的.星图识别算法,采用恒星瞬时坐标进行星图模拟,讨论了根据空间坐标系的旋转变换以及摄影测量中的共线条件方程;利用计算机仿真技术对CCD相机成像过程进行模拟,得到模拟星图以作为下一步星图识别工作的基础.最后对坐标变换的准确性进行了验证.

作 者：张锐 姜挺 江刚武 ZHANG Rui JIANG Ting JIANG Gang-wu 作者单位：信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052刊 名：测绘科学技术学报 PKU英文刊名：JOURNAL OF GEOMATICS SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：25(1)分类号：P237关键词：恒星星图 计算机仿真 坐标变换 导航星提取