1. 前言

　　曾经为了在计算机上实现一幅三维地质构造图，费尽周折，而结果却难以令人满意。而现在，因为有了 OpenGL这一切都变得简单了。1992年，OpenGL正式成为适用于各种计算机环境下的三维应用程序接口(3D API)。目前，它已经成为国际上通用的开放式三维图形标准。作为一个优秀的三维图形接口，OpenGL提供有丰富的绘图命令，利用这些命令能够开发出高性能、交互式的三维图形应用软件。然而，目前国内介绍OpenGL的实例都是利用VC或C++开发的，令众多计算机工作者望而止步，因而，本文特意选用了简单的VB开发工具结合OpenGL来开发三维地质构造图。希望对那些对OpenGL感兴趣的工作者有所帮助。

　　本文绘制出来的三维地质构造图可以绕X、Y、Z轴进行360度自由旋转，也可以进行自动旋转；并可以对三维图分别沿X、Y、Z轴进行比例缩放，也可以使三维图沿X、Y、Z轴三个方向同时进行相同比例缩放。

　　2. Win32环境下的OpenGL编程

　　1) 建立视图界面

　　　．新建一个标准EXE工程；
　　　．在部件中添加COMCTL32.OCX控件；
　　　．在工程菜单下的引用子菜单下加入VBOpenGL库（vbogl.tlb）（可以到http://home.pacific.net.hk/~edx/tlb.htm网站下载）；
　　　 在窗体上放置部件，建立如下视图界面（图1所示）：

图1 视图界面 

　　2) 创建设备描述表

　　．定义像素格式结构

        Dim pfd As PIXELFORMATDESCRIPTOR

　　．描述像素格式

        pfd.nSize = Len(pfd)--结构大小
        pfd.nVersion = 1--版本号
        pfd.dwFlags = PFD_SUPPORT_OPENGL Or--支持OpenGL
        PFD_DRAW_TO_WINDOW Or --绘制到Windows
        PFD_DOUBLEBUFFER Or --支持双缓冲区
        PFD_TYPE_RGBA--RGBA颜色模式
        pfd.iPixelType = PFD_TYPE_RGBA--像素格式类型
        pfd.cColorBits = 16--所需的颜色索引位数
        pfd.cDepthBits = 16--所需的深度缓冲区位数
        pfd.iLayerType = PFD_MAIN_PLANE--主层类型
        l 为设备描述表得到最匹配的像素格式，确定pfd结构是否存在
        PixelFormat = ChoosePixelFormat(hdc, pfd)
        If PixelFormat = 0 Then
        MsgBox "设备描述表支持的像素格式" & vbCrLf & vbCrLf & _
        "与给定像素格式不匹配！", vbCritical, "错误"
        End
        End If 

　　．设置设备描述表的像素格式，把指定的像素格式赋给指定的设备

        spf = SetPixelFormat(hdc, PixelFormat, pfd)
        If spf = False Then
        MsgBox "设置设备描述表像素格式失败！", vbInformation, "失败"
        End
        End If

　　3) 创建绘图描述表

　　　 创建绘图描述表

        hGLRC = wglCreateContext(hdc)

　　　 使之成为当前绘图描述表

        wglMakeCurrent hdc, hGLRC

　　4) 设置绘图环境

　　　 允许深度比较

        glEnable GL_DEPTH_TEST 

　　　 顶点逆时针方向定义的多边形为前面

        glFrontFace GL_CCW 

　　　 设置绘图背景色

        glClearColor 0, 0, 0, 1

　　5) 定义光照和材质

　　　 打开光照，放置一个光源，定义光照模型

        glEnable GL_LIGHTING
        glEnable GL_LIGHT0
        glLightModelf GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, GL_TRUE

　　　 设置光源位置

        Dim LightPos(3) As GLfloat
        LightPos(0) = 1: LightPos(1) = 1: LightPos(2) = 1: LightPos(3) = 0
        glLightfv GL_LIGHT0, GL_POSITION, LightPos(0)

　　　 设置环境光

        Dim Light_Ambient(3) As GLfloat
        Light_Ambient(0) = 0.7: Light_Ambient(1) = 0.7
        Light_Ambient(2) = 0.7: Light_Ambient(3) = 1
        glLightfv GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, Light_Ambient(0)
 

　　　 设置漫射光

        Dim Light_Diffuse(3) As Glfloat
        Light_Diffuse(0) = 0.6: Light_Diffuse(1) = 0.6
        Light_Diffuse(2) = 0.6: Light_Diffuse(3) = 1
        glLightfv GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, Light_Diffuse(0)
       

　　　 设置镜面光

        Dim Light_Specular(3) As Glfloat
        Light_Specular(0) = 1: Light_Specular(1) = 1
        Light_Specular(2) = 1: Light_Specular(3) = 1
        glLightfv GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, Light_Specular(0)
 
　　　 设置材质属性

　　　 设置模型镜面光反射率属性

        Dim SpecRef(3) As GLfloat
        SpecRef(0) = 0.1: SpecRef(1) = 0.1
        SpecRef(2) = 0.1: SpecRef(3) = 1
        glMaterialfv GL_FRONT_AND_BACK,
        GL_SPECULAR, SpecRef(0)

　　　　设置材质镜面指数，它确定镜面光斑的大小和聚焦程度。取值1-128，该值越大，表面光泽越明显

        glMateriali GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, 128 

　　　　使用颜色跟踪法，设置模型前后面环境反射率和漫射反射率属性

        glEnable GL_COLOR_MATERIAL
        glColorMaterial GL_FRONT_AND_BACK,
        GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE

  6) 初始化颜色表

　　预先构造好颜色表。当读入高程数据时，可以根据Z值来访问颜色表，从而计算出该顶点的颜色（不同的高度层用不同的颜色显示）。

        Private Sub InitColorTable()
        '初始化颜色表
        For i = 0 To 255
        With ColorTable(i)
        .R = 255 - i: .G = i: .B = 0
        End With
        Next i
        For i = 256 To 510
        With ColorTable(i)
        .R = 0: .G = 255 - (i - 255): .B = i - 255
        End With
        Next i
        End Sub
 
　　7) 从数据文件中获取数据

　　从data.txt文件中获取顶点数据。data.txt数据文件中第一行是构造图横向采样点的个数，第二行是构造图纵向采样点的个数，第三行为采样点的间距，第四行起为采样点的高度值。GetDataFromFile()过程从data.txt文件中读取数据，由于是等间距采样数据，所以顶点的X和Y坐标值可以直接计算出来，只有Z坐标值从数据文件中读入。获得顶点数据之后，计算出顶点的颜色，及填充三角形的法线矢量（用三角形序列填充）。
　　
　　8) 设置窗口识见区和裁剪区

　　设置窗口识见区和修剪空间,保持坐标系到屏幕坐标的映射不变

        glViewport 0, 0, w, h '定义视见区
        glMatrixMode GL_PROJECTION '定义矩阵为投影矩阵
        glLoadIdentity '用于在进行矩阵处理之前"复位"坐标系
        If w <= h Then '定义修剪空间
        glOrtho -2000, 2000, -1000* h / w, 2000* h / w, -10000, 10000
        Else
        glOrtho -1000 * w / h , 2000* w / h, -1000, 2000, -10000, 10000
        End If
        '告诉OpenGL将来的所有变换都会影响模型
        glMatrix