Введение 7
1 Постановка задачи 8
1.1 Цель создания 8
1.2 Область применения 8
1.3 Актуальность разработки 8
1.4 Постановка задачи 8
1.5 Сравнительный анализ существующих графических библиотек 9
1.5.1 Библиотека Microsoft DirectX 9
1.5.2 Пакет графического моделирования OpenGL 9
2 Обоснование использования OpenGL 10
3 Анализ графических и геометрических методов 11
3.1 Системы координат 11
3.1.1 Декартова система координат 11
3.1.2 Векторная система координат 12
3.1.3 Аффинная система координат 12
3.1.4 Однородные координаты точки 12
3.2 Аффинные преобразования в пространстве 13
3.2.1 Преобразование переноса 13
3.2.2 Преобразование поворота 14
3.2.3 Преобразование масштабирования 15
3.2.4 Преобразования отражения 16
3.2.5 Преобразования сдвига 16
3.3 Проецирование. Виды проецирования 17
3.3.1 Параллельное ортографическое проецирование 18
3.3.2 Изометрическое проецирование 19
3.3.3 Диметрическая проекция 20
3.4 Модели представления объектов 20
3.5 Управление камерой 21
3.5.1 Мировая и локальная системы координат 21
3.5.2 Модель камеры 21
3.5.3 Типичные преобразования капер 22
3.6 Методы удаления невидимых граней 22
3.6.1 Алгоритм Z-буфера 22
3.6.2 Алгоритм художника 23
3.7 Закраска граней 23
4 Описание геометрических моделей объектов 24
4.1 Геометрическая модель куба 24
4.2 Геометрическая модель сферы 25
4.3 Геометрическая модель полусферы 25
4.4 Геометрическая модель треугольной косоугольной призмы 26
4.5 Геометрическая модель призмы с треугольным основанием 27
4.6 Модель эллипсоида 27
4.7 Геометрическая модель косоугольного конуса 28
4.8 Геометрическая модель пирамиды с пятиугольным основанием 29
4.9 Геометрическая модель усечённой пирамиды с трёугольным основанием 30
4.10 Моделирование икосаэдра 31
4.11 Геометрическая модель додекаэдра 32
5 Построение геометрической и математической модели 34
5.1 Физическая модель 34
5.2 Параметрическая модель объекта 34
5.3 Построение примитивов 35
6 Описание программной реализации 38
6.1 Структуры данных для хранения параметрических объектов 38
6.2 Структуры данных для камеры 38
6.3 Структуры данных для источников света 39
6.4. Описание внутреннего формата графической БД 40
6.5 Описание формата файла хранения сцены 40
6.6 Описание программных моделей 40
6.7 Описание основных процедур и функций 41
6.8 Описание использованных функций OpenGL 42
6.9 Реализация аффинных преобразований 43
6.10 Описание структуры программы в виде блок-схемы 43
7 Проведение тестовых испытаний 45
Заключение 46
Список использованной литературы 47
Приложение А – Техническое задание 48
Приложение Б – Руководство пользователя 53
Приложение В – Экранные формы 56
Приложение Г – Листинг программы