《OpenGL 三维图形程序设计》系列讲座 第二讲 OpenGL基本编程

《ＯｐｅｎＧＬ三维图形程序设计》系列讲座第二讲ＯｐｅｎＧＬ基本编程１ＯｐｅｎＧＬ函数库及简单例程１．１ＯｐｅｎＧＬ函数库ＯｐｅｎＧＬ是一个针对图形硬件的软件接口（ＳｏｆｔｗａｒｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ）。它包括１００多个图形操作函数，分属于三个基本图形库...     

OpenGL中NURBS曲面造型及应用

ＯｐｅｎＧＬ是与硬件、窗口和操作系统相互独立的,可用于ＵｎｉｘＷｉｎｄｏｗｓＮＴ和Ｗｉｎｄｏｗｓ９５等操作系统,有很强的绘制二维和三维图形功能,包括基本图元、造型、光照、纹理映射等一系列功能,还支持ＮＵＲＢＳ曲面等高级图元功能,广泛用于科学可视化、ＣＡＤ／ＣＡＭ、仿真及虚拟现实等领域,ＯｐｅｎＧＬ已成为开放式的国际图形标准。在ＯｐｅｎＧＬ中绘制图形必须经过以下步骤：（１）根据点、线、图像和位图等基本图形单元,建立景物模型和数学模型。（２）在三维空间设置景物模型的位置,设置视点。（３）设置物体的色…     

在MFC中使用OenGL

ＯｐｅｎＧＬ是一个强大的３Ｄ图形库,然而在ＭＦＣ中使用ＯｐｅｎＧＬ并非易事,本文将阐述在ＭＦＣ中构造ＯｐｅｎＧＬ显示环境所必须循环的规范。     

在MFC中使用OpenGL

ＯｐｅｎＧＬ是一个强大的３Ｄ图形库,然而在ＭＦＣ中使用ＯｐｅｎＧＬ并非易事,本文将阐述在ＭＦＣ中构造ＯｐｅｎＧＬ显示环境所必须遵循的规范。     

OpenGL视类及其在三维图形开发中的应用

ＯｐｅｎＧＬ是一个功能强大的三维图形库,然而在使用 ＭＦＣ开发应用程序并采用 ＯｐｅｎＧＬ绘制 Ｍ维 图形的时候,必须遵循一些固定的规范：先建立ＯｐｅｎＧＬ绘制环境,然后才能使用ＯｐｅｎＧＬ命令。本 文介绍了一个基于ＭＦＣ的具有封装性、可继承性和可重用的ＯＰｅｎＧＬ视类,并给出该视类的具体 实现方法。我们将这个 ＯｐｅｎＧＬ视类应用于分形三维重建软件的开发中,有效地缩短了开发周期。     

Windows95NT环境下的OpenGL应用程序框架

ＯｐｅｎＧＬ是由ＳＧＩ公司为图形工作站推出的ＧＬ（ＧｒａｐｈｉｃｓＬｉｂｒａｒｙ）发展而来的开放式图形库．作为一个性能优越的图形程序设计界面适用于广泛的计算机环境,从个人计算机到工作站和超级计算机,ＯｐｅｎＧＬ都能实现高性能的三维图形功能、目前,包括Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司、ＳＧＩ公司、ＡＴＴ公司的ＵＮＩＸ软件实验室、ＩＢＭ公司、ＤＥＣ公司、ＳＵＮ公司、ＨＰ公司等几家在计算机市场占主导地位的大公司都采用了Ｏｐｅｎ－ＧＬ图形标准,因此ＯｐｅｎＧＬ应用程序具有广泛的移植性。ＯｐｅｎＧＬ已经成为目前三维…     

OpenGL视类及其在三维图形开发中的应用

ＯｐｅｎＧＬ是一个功能强大的三维图形库,然而在使用ＭＦＣ开发应用程序并采用ＯｐｅｎＧＬ绘制三维图形的时候,必须遵循一些固定的规范：先建立ＯｐｅｎＧＬ绘制环境,然后才能使用ＯｐｅｎＧＬ命令。本文介绍了一个基于ＭＦＣ的具有封装性,可继承性和可重用的ＯｐｅｎＧＬ视类,并给出该视类的具体实现方法。我们将这个ＯｐｅｎＧＬ视类应用于分形三维重建软件的开发中,有效地缩短了开发周期。     

OPEN GL在计算机校园虚拟漫游中的应用

总结了ＯｐｅｎＧＬ和Ｄｉｒｅｃｔ３Ｄ两种工具软件在实现三维实时过程中的特点,给出了基于ＯｐｅｎＧＬ的计算机校园虚拟漫游的具体实现过程。     

Win97下的OpenGL编程方法及应用

介绍了三维图形规范ＯｐｅｎＧＬ的功能及机理，详细论述了Ｗｉｎ９７下利用ＯｐｅｎＧＬ进行三维图形编程的方法，并用ＯｐｅｎＧＬ编制了一个通用的Ａｃｔｉｖｅ控制作为应用实例。     

用OpenGL开发虚拟制造环境(二)

本文介绍ＯｐｅｎＧＬ３Ｄ图形处理的管道过程,从建立模型坐标、视平面坐标到设备视风变换。论述了ＯｐｅｎＧＬ在虑拟制造环境开发实践中的应用。     

基于立体视觉的3D地形拼接

为了从月球车上的全景相机所捕获的立体图像对重建月球车周围的3D地形,给地面科学家制定科学探测指令提供一个直观的可视化平台,预先展开了基于立体视觉的3D地形重建的研究,主要介绍了在3D地形拼接方面的研究进展。当恢复出多个局部3D地形模型时,首先基于边缘检测和图像匹配技术提取出相邻局部模型之间的公共数据点,然后采用分离旋转变换和平移矢量的策略拟合出相邻模型之间的坐标转换关系,之后就可以将局部模型统一在同一个坐标系下。通过室内和室外多次实验验证了该拼接方案。     

基于立体视觉的平面圆参数高精度测量算法*

针对目前平面圆的圆心和半径测量方法存在的不足,提出一种基于立体视觉的平面圆参数高精度测量方法。该方法首先根据边缘分组算法和二次曲线椭圆拟合判别算法提取双目图像中的椭圆特征;其次利用分段立体匹配算法获取平面圆特征上部分点的三维坐标;最后通过三维平面拟合、坐标转换、平面圆拟合以及坐标反变换获取平面圆的圆心和半径参数。实验结果表明,该方法有效地减小了平面圆透视投影引起的畸变误差,提高了平面圆参数的测量精度。     

基于SIFT特征描述子的立体匹配算法

目前,立体匹配是计算机视觉领域最活跃的研究课题之一。为了克服传统的局部特征匹配算法对噪声和图像灰度的非线性变换敏感的缺点,本文提出了一种新的基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征描述子的立体匹配算法。该算法利用图像梯度信息,构造基于三维梯度方向直方图的SIFT特征描述子作为区域特征描述符,通过立体视觉理论中的极线约束将匹配特征的搜索空间从二维降到一维,最后以基于特征描述子欧氏距离的最近邻匹配得到匹配结果。实验结果表明,该方法匹配精度高,对图像灰度的非线性变换比较鲁棒,可以应用于对匹配算法鲁棒性要求比较高的立体视觉系统中。     

立体图像对的生成

获取同一场景的立体图像对是实现双目立体成像的一个关键问题。提出了一种在三维场景已经建好的情况下生成立体图像对的方法。该方法根据双目立体视觉的原理，利用3DS MAX中的摄像机对象对场景中的物体进行坐标变换和透视投影变换，分别生成左眼视图和右眼视图。实验结果表明，两个目标摄像机与三维模型的位置关系以及基线长度是影响立体效果的重要因素，改变目标摄像机与三维模型的位置，可以分别生成正视差、负视差的立体图像对，当AB与CO的比例参数为0.05时，生成的立体图像对的立体效果较佳。     

一种基于弹道曲线模型的脱靶量测试方法

针对传统的脱靶量测试设备体积庞大、不便移动且测试成本高等缺点,提出了一种基于弹道曲线模型的双目立体视觉的脱靶量测试方法。研究了摄像机的成像模型及坐标系变换,分析了摄像机标定的一般方法,构建了摄像机标定模型,并推导了标定参数的表达式。基于双目立体视觉测试技术设计了弹道曲线模型的弹丸脱靶量测量系统,其测量过程简单且标定结果稳定,可实现弹丸运动目标的快速检测,通过对运动目标的空间定位和轨迹拟合实现了脱靶量的测试。实验结果表明:弹道直线模型和曲线模型均能简便地求解飞行弹丸脱靶量,后者比前者更贴近实际弹丸飞行轨迹,可获得更高精度的脱靶量,弹道曲线模型的脱靶量平均绝对误差(MAE)比直线模型降低了大约一半。     

基于全周多视角的三维重建技术

提出一种基于圆分度台的三维模型拼接技术,其核心是把双目立体测量系统安装在步进电机控制的旋转平台上,旋转拍摄多视角下的场景影像,由所记录的相应角度值,通过坐标变换将不同视角场景模型进行三维拼接．论述了旋转装置的参数标定以及同一视点下不同视角的坐标转换关系．该方法只需一次标定,自动完成测量数据的采集与拼合,非常适合于近景场景下的三维数据采集与重建．实验结果表明,系统具有较高的拼合精度．     

基于自适应聚合的立体视觉合作算法

提出了一种恢复高质量稠密视差图的立体视觉合作算法.该算法采用基于形态学相似性的自适应加权方法,迭代地进行局部邻域的自适应聚合和抑制放大,实现高效率和高质量稠密视差图计算.将该算法推广到三目摄像机立体匹配系统中,通过重建摄像机坐标系实现图像校正,并根据连续性假设和唯一性假设,建立视差空间中的支持关系和三目摄像机之间的抑制关系.实验结果表明,三目立体合作算法能够得到精确的场景视差映射,并可以实现多基线方向的遮挡检测.该算法特别适用于由多个廉价摄像机组成的立体视觉系统,在几乎不增加软件和硬件资源的情况下,就可以得到高质量的稠密视差图.     

双目视觉小波域SIFT匹配与极线约束算法研究

研究双目立体视觉技术,特征的提取和匹配是双目视觉的最基本的问题。目前,SIFT已经被证明鲁棒性最好的局部不变特征描述符。但是SIFT算法产生的误匹配较多,精度偏低,为了解决这一问题,同时降低算法特征提取与匹配的复杂度,达到双目立体视觉实时性的要求,文中提出了一种结合小波变换和SIFT特征点的双目立体视觉匹配方法。首先,对双目视觉系统采集的左、右图像进行小波分解,把分解得到的低频图像作为输入,用SIFT算法进行特征点的初始匹配,再利用极线约束的理论求得精确匹配。实验结果表明,该方法具有较强的适应性,能够在减少误匹配的同时,大大加快运算速度。     

Fast computation of local displacement by stereo pairs

A new method for fast computation of the camera/robot local displacement (6 DOF) based on matched 3D point clouds obtained from images using computer vision methods is proposed. According to the method, the local geometric transformation matrix is computed based on the combination of external coordinate systems generated from random sample points. Comparative estimates of the efficiency of the method are made using data of computational experiments.     

双目立体视觉在动车车身关键尺寸检测中的应用

针对动车（CRH）车身尺寸范围大、检测项目复杂、车型变化多,不容易实现在线测量的难题,首先提出了大型动车车身关键尺寸的测量方案,利用双目电荷耦合装置（CCD）立体视觉建立各个关键尺寸的视觉测量子站,同时利用激光跟踪仪及相关坐标变换算法,完成对各个CCD相机测量子站的全局标定;各个测量子站利用立体空间球检测技术,对局部关键尺寸进行测量;同时构建了基于小波分析的神经网络温度误差补偿模型,使空间距离补偿后的精度能达到0.05 mm。将该方法与三坐标测量机测得的数据对比验证,可以发现该方法操作简单、灵活性高、精度较高,可有效解决动车车身关键尺寸检测问题。