基于OpenGL和VC的树木三维可视化研究

基于OpenGL和VC的树木三维可视化研究

摘要：本文给出了visual c++下的opengl通用基础框架程序架构，并基于图形纹理映射技术，在visual c++中利用opengl，通过纹理实时处理方法、纹理贴图方法实现了栎树的建模，取得了较好的仿真效果。

关键词：树木可视化 opengl visual c++

景观可视化建模是当前3dgis、虚拟现实等领域研究的热点之一，其核心技术是计算机图形学。对于计算机图形技术而言，生成植物、地形等一类具有真实感的自然景物比人造物体的仿真要复杂得多[1]。由于自然景物没有规则的几何外形，而且自然景物具有丰富的无限细微的结构，很难用传统的几何方法加以描述。树木无疑是自然场景的重要构成因素，树木种类繁多、形态各异，复杂的结构使其无论在造型、存储还是绘制上都存在相当的困难。本文基于opengl与visual c++对宝天曼自然保护区的栎树进行仿真，取得了较好的可视化效果。 1、开发框架

在目前众多的windows应用程序开发工具中，微软公司的visual c++6.0已经成为opengl图形应用的首选开发工具，而要使用opengl图形库来开发2d/3d的应用程序，就必须首先解决程序框架的问题[2,3]。下面就如何建立一个通用基础框架程序做详细的介绍。

(1)首先启动visual c++6.0程序，建立一个新的工程；(2)完成

opengl基础库设置；(3)添加变量和函数。主要包括添加公共成员变量、数组、成员函数、消息响应函数到类等操作；(4)变量初始化；(5)设置像素格式。在初始化opengl时，初始化函数需要一种叫做pixelformatdescriptor的结构，来完成对像素属性的设置，包括缓存设置、颜色模式、颜色位数、深度缓存位数等。(6)使用渲染描述表。创建渲染描述表可以使用以下语句来完成：(7)opengl其他设置。 2、实现方法

2.1 纹理实时处理方法

void crenderview::loadtextureimage(cstring strfilepath) {

glint m_treetexwidth=256,m_treetexheight=256; image=auxdibimageload(strfilepath); myimage=(unsigned char*)malloc(m_treet exwidth*m_treetexheight*3);

glpixelstorei(gl_unpack_alignment,1);

glteximage2d(gl_texture_2d,0,4,m_treetexwidth,m_treetexheight,0,gl_rgba, gl_unsigned_byte, rgba);/*glteximage2d()函数表示定义一个二维纹理映射。其中gl_texture_2d为常数。第二个参数表示多级分辨率的纹理图像的级数，若只有一种分辨率，则设为0。第三个参数是一个从1到4的整数，指出选择了r、g、b、a中的哪些分量用于调整和混合，1表示选择了r分量，2表示

选择了r和a两个分量，3表示选择了r、g、b三个分量，4表示选择了r、g、b、a四个分量。第四和第五个参数分别给出了纹理图像的长度和宽度。第六个参数为纹理边界宽度，它通常为0。*/ }

2.2 纹理贴图方法

void crenderview::drawtree() {

gltexparameterf(gl_texture_2d,gl_texture _wrap_s,gl_clamp);

gltexparameterf(gl_texture_2d,gl_texture _wrap_t,gl_clamp);

gltexparameterf(gl_texture_2d,gl_texture _mag_filter,gl_nearest);

gltexparameterf(gl_texture_2d,gl_texture _min_filter,gl_nearest);

gltexenvf(gl_texture_env,gl_textur e_env_mode,gl_modulate); glpushmatrix();

/*glpushmatrix()和glpopmatrix()要成对出现。glpushmatrix()把当前的矩阵拷贝到栈中。当调用glpopmatrix时,最后压入栈的矩阵恢复为当前矩阵。使用glpushmatrix()可以精确地把当前矩阵保存下来,并用glpopmatrix把它恢复出来。*/

glenable(gl_blend);

glblendfunc(gl_src_alpha,gl_one_min us_src_alpha); }

3、仿真结果

通过以上方法生成的栎树如图1所示。 生成的灌木如图2所示。 4、结语

本文给出了visual c++下的opengl通用基础框架程序架构，借助此架构，可以减轻开发难度，增强程序代码的通用性，对使用opengl进行图形应用开发具有一定的借鉴意义。此外，基于图形纹理映射技术实现了栎树的建模，构建了具有真实感的树木，在视觉上达到了一定的三维效果，推广到虚拟现实、游戏等领域也能满足一定的应用需求。 参考文献

[1]孙永香等.虚拟植物的建模方法[j].系统仿真学报,2006,18(1):263—266.

[2]电脑编程技巧与维护》杂志社. visual c++编程技巧典型案例解析：图形图像处理与数据库篇[m].北京:中国电力出版社,2005.

[3]郭兆荣,李菁,王彦编著.visual c++ opengl应用程序开发[m].北京:人民邮电出版社,2006.6. 作者简介

刘倩（1978-11），女，汉族，郑州市人，河南农业大学信息与管理科学学院，博士在读；研究方向:数据库。