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第1章 OpenGL入门1

1.1 OpenGL概览1

1.2 简单的OpenGL程序举例3

1.3 基本OpenGL操作5

1.4 OpenGL的命令语法6

1.5 作为状态机的OpenGL7

1.6 OpenGL相关函数库8

1.6.1 OpenGL相关函数库简介8

1.6.2 OpenGL辅助库（GLAUX）9

1.7 动画11

第2章 Windows 95及Windows NT环境下开发OpenGL应用程序的基本过程17

2.1 开发环境17

2.1.1 系统硬件配置要求17

2.1.2 开发OpenGL应用程序的软件要求17

2.2 OpenGL应用程序开发基本过程18

2.2.1 源代码的编写18

2.2.2 Win32控制台风格应用程序的开发18

2.2.3 Win32 MFC风格应用程序的开发22

第3章 实体建模基础24

3.1 一个绘图补救工具包24

3.1.1 清除窗口25

3.1.2 指定颜色27

3.1.3 完成绘图28

3.1.4 隐藏面的消除29

3.2 点、线和多边形的描述30

3.2.1 点、线和多边形的定义30

3.2.2 定义顶点33

3.2.3 OpenGL的几何绘图图元34

3.2.4 使用glBegin（）和glEnd（）的限制37

3.3 显示点、线和多边形38

3.3.1 关于点的细节38

3.3.2 关于线的细节39

3.3.3 关于多边形的细节43

3.4 法线向量49

3.5 创建表面的多边形模型需注意的问题51

第4章 视图59

4.1 概述：照相机类比法60

4.1.1 照相机类比法及其在计算机中的实现60

4.1.2 一个简单的例子：绘制立方体62

4.1.3 多种用途的变换函数66

4.2 视图变换和模型变换67

4.2.1 关于变换的说明68

4.2.2 模型变换70

4.2.3 视图变换74

4.3 投影变换78

4.3.1 透视投影78

4.3.2 正交投影80

4.3.3 视图体的裁剪82

4.4 视区变换82

4.4.1 定义视区82

4.4.2 变换后的Z坐标84

4.5 变换的诊断84

4.6 矩阵堆栈的操作86

4.6.1 模型视图矩阵堆栈88

4.6.2 投影矩阵堆栈88

4.7 附加裁剪平面89

4.8 组合变换举例92

4.8.1 建立一个太阳系模型92

4.8.2 建立一个有关节的机器人手臂模型95

第5章 显示列表100

5.1 一个使用显示列表的范例100

5.2 显示列表设计准则102

5.3 显示列表的创建和执行104

5.3.1 显示列表的存储内容106

5.3.2 执行显示列表107

5.3.3 显示列表的层次结构109

5.4 显示列表及其索引的管理110

5.5 执行多个显示列表111

5.6 封装模式的改变117

第6章 颜色119

6.1 颜色的感知119

6.2 计算机的颜色120

6.3 RGBA模式与颜色索引模式122

6.3.1 RGBA模式与颜色索引模式的对比122

6.3.2 RGBA显示模式123

6.3.3 抖动操作123

6.3.4 颜色索引显示模式125

6.3.5 在RGBA模式与颜色索引模式之间进行选择126

6.4 指定颜色和阴影模型126

6.4.1 在RGBA模式下指定颜色127

6.4.2 在指定颜色索引模式下指定颜色128

6.4.3 指定阴影模型128

第7章 光照132

7.1 真实世界与OpenGL光照133

7.1.1 发射光，环境光，散射光和镜面反射光133

7.1.2 材料颜色134

7.1.3 光线与材质的RGB值134

7.2 一个简单的例子：光照球体的渲染135

7.2.1 为所有的物体顶点定义法线向量137

7.2.2 创建，定位和激活一个或多个光源137

7.2.3 选择光照模型137

7.2.4 定义场景中物体的材质属性137

7.2.5 一些重要说明138

7.3 创建光源138

7.3.1 颜色139

7.3.2 定位和衰减140

7.3.3 聚光灯140

7.3.4 多光源141

7.3.5 控制光源的位置与方向142

7.4 选择光照模型147

7.4.1 全局环境光147

7.4.2 局部或无穷远的视点147

7.4.3 双面光照148

7.4.4 激活光照148

7.5 材料属性的定义148

7.5.1 散射和环境光反射150

7.5.2 镜面反射150

7.5.3 发射光颜色151

7.5.4 改变材质属性151

7.6 光照的数学计算156

7.6.1 材质的发射光157

7.6.2 放大的全局环境光157

7.6.3 光源的贡献157

7.6.4 聚光灯效果157

7.6.5 环境光项158

7.6.6 散射光项158

7.6.7 镜面反射光项158

7.6.8 求和159

7.6.9 颜色索引模式下的光照159

7.6.10 颜色索引模式下光照的数学计算160

第8章 混合、反走样、雾161

8.1 混合161

8.1.1 源因子和目标因子162

8.1.2 混合的简单使用163

8.1.3 混合操作范例164

8.1.4 具有深度缓存的三维混合167

8.2 反走样171

8.2.1 点和线的反走样173

8.2.2 多边形的反走样178

8.3 雾182

8.3.1 雾的使用182

8.3.2 雾的方程186

第9章 绘制像素、位图、字体和图像191

9.1 位图和字体191

9.1.1 当前光栅位置194

9.1.2 绘制位图195

9.1.3 字体和显示列表196

9.1.4 一个完整的字体定义和使用197

9.2 图像203

9.2.1 像素数据的读、写和拷贝203

9.2.2 图像的放大与缩小206

9.3 像素的存储、变换和映射206

9.3.1 像素模式概论206

9.3.2 像素存储控制模式207

9.3.3 像素传递操作209

9.3.4 像素矩形210

9.3.5 像素读取过程详解212

9.3.6 像素映射213

第10章 纹理映射215

10.1 概述及范例217

10.1.1 纹理映射的步骤217

10.1.2 一个简单的程序218

10.2 指定纹理221

10.2.1 使用纹理边界222

10.2.2 细节等级（Level of Details）222

10.2.3 控制过滤228

10.2.4 一维纹理230

10.3 调节和混合230

10.4 分配纹理坐标232

10.4.1 计算纹理坐标232

10.4.2 纹理的重复和截取233

10.5 自动纹理坐标生成235

10.5.1 创建轮廓236

10.5.2 环境映射239

10.6 高级特性240

10.6.1 纹理矩阵堆栈240

10.6.2 纹理的q坐标241

第11章 帧缓存242

11.1 缓存及其使用243

11.1.1 各种缓存概述244

11.1.2 清空缓存245

11.1.3 为写操作选择颜色缓存246

11.1.4 缓存屏蔽246

11.2 片原的测试与操作247

11.2.1 剪取测试248

11.2.2 alpha测式248

11.2.3 模板测试249

11.2.4 深度测试254

11.2.5 混合，抖动及逻辑操作255

11.3 累积缓存257

11.3.1 场景反走样257

11.3.2 运动模糊度269

11.3.3 景深270

11.3.4 柔和阴影276

11.3.5 抖动276

第12章 求值程序和非均匀有理B样条（NURBS）278

12.1 概述278

12.2 求值程序279

12.2.1 一维求值程序279

12.2.2 二维求值程序284

12.3 GLU的NURBS接口程序296

12.3.1 简单的NURBS范例296

12.3.2 修剪302

第13章 选择机制306

13.1 选择306

13.1.1 基本步骤307

13.1.2 创建命名堆栈307

13.1.3 选中记录309

13.1.4 一个选择的实例309

13.1.5 拾取314

13.1.6 用多个命名和分层模型进行拾取320

13.1.7 拾取和深度值322

13.1.8 在编程中使用选择机制的一些提示326

13.2 反馈327

13.2.1 反馈数组328

13.2.2 在反馈模式下使用标记329

13.2.3 一个反馈的例子330

第14章 OpenGL应用及提高应用程序性能的技巧335

14.1 轻松制作透明物体336

14.2 轻松实现淡出效果336

14.3 利用后缓存进行物体选择337

14.4 方便的图像变换338

14.5 分层显示339

14.6 字符反走样340

14.7 绘制圆形的点342

14.8 插入图像342

14.9 制作贴花342

14.10 用模板缓存绘制填充的凹多边形343

14.11 确定重叠区域344

14.12 阴影345

14.13 消除隐藏线345

14.14 纹理映射的应用346

14.15 绘制深度缓存图像347

14.16 笛里希累（Dirichlet）域347

14.17 生命游戏（Life Game）348

14.18 交替使用glDrawPixels（）和glCopyPixels（）349

第15章 高级应用（一）：OpenGL与AutoCAD的图形接口351

15.1 AutoCAD简介351

15.2 DXF文件分析352

15.2.1 DXF文件的基本结构352

15.2.2 实体段分析354

15.3 DXF接口程序的编写356

15.4 OpenGL的DXF扩展库函数的制作362

15.5 高级应用实例363

第16章 高级应用（二）：三维随机分形地形的生成372

16.1 分形的基本原理372

16.1.1 自相似373

16.1.2 一维中点变换373

16.1.3 Diamond-Square算法376

16.1.4 蓝天白云的生成380

16.2 分形地形生成实例381

16.2.1 程序的运行381

16.2.2 代码结构分析382

附录1 OpenGL中的操作顺序405

附1.1 概述405

附1.2 几何操作406

附1.2.1 顶点操作406

附1.2.2 图元装配406

附1.3 像素操作407

附1.4 片元操作407

附1.5 补充说明407

附录2 OpenGL状态变量409

附2.1 查询命令409

附2.2 出错处理410

附2.3 状态变量的保存和恢复411

附2.4 OpenGL的状态变量412

附2.4.1 当前值和相关数据413

附2.4.2 变换413

附2.4.3 颜色414

附2.4.4 光照414

附2.4.5 光栅化416

附2.4.6 纹理416

附2.4.7 像素操作417

附2.4.8 帧缓存控制418

附2.4.9 像素419

附2.4.10 求值程序420

附2.4.11 提示420

附2.4.12 依赖执行的值420

附2.4.13 像素深度422

附2.4.14 混合422

附录3 OpenGL实用库423

附3.1 纹理映射中的图像操作423

附3.2 变换坐标424

附3.3 多边形网格化425

附3.4 回调机制425

附3.5 网格化物体425

附3.6 指定回调函数426

附3.7 描述网格化多边形427

附3.8 渲染球体、圆柱和圆盘428

附3.9 NURBS曲线和曲面429

附3.10 错误的描述430

附录4 OpenGL对X窗口系统的扩展431

附4.1 初始化431

附4.2 控制渲染431

附4.2.1 管理OpenGL渲染内容431

附4.2.2 后台渲染432

附4.2.3 同步执行432

附4.2.4 交换缓存432

附4.2.5 使用X字体432

附4.3 GLX库函数原型432

附录5 OpenGL辅助库434

附5.1 初始化及退出窗口434

附5.2 处理窗口和输入事件435

附5.3 装载颜色图435

附5.4 初始化和绘制三维物体435

附5.5 管理后台进程437

附5.6 运行程序437

附录6 计算法线向量438

附6.1 为解析表面确定法线438

附6.2 由多边形数据确定法线440

附录7 齐次坐标与变换矩阵442

附7.1 齐次坐标442

附7.2 变换442

附7.2.1 顶点变换442

附7.2.2 法线变换443

附7.2.3 变换矩阵443

附录8 OpenGL编程要点446

附8.1 OpenGL正确编程技巧446

附8.2 提高OpenGL程序性能447

附8.3 GLX的技巧448

附录9 OpenGL的不变性449

附录10 术语表450

A450

B450

C451

D452

E453

F453

G454

H455

I455

L456

M456

N456

O457

P457

R458

S458

T459

V459

X460