CAD應(yīng)用程序開發(fā)詳解：Visual C++與OpenGL綜合應(yīng)用

目 錄
第1章 三維CAD軟件的系統(tǒng)框架分析 1
1.1 關(guān)于微軟基礎(chǔ)類MFC 1
1.2 MFC應(yīng)用程序的文檔/視圖結(jié)構(gòu) 2
1.2.1 文檔/視圖結(jié)構(gòu)概述 2
1.2.2 文檔與多個視圖的關(guān)聯(lián) 3
1.2.3 文檔模板及主要組成類 4
1.3 實例分析：三維CAD模型瀏覽軟件STLViewer 7
1.4 STLViewer的程序框架 8
1.5 STLViewer中類的層次設(shè)計及軟件模塊結(jié)構(gòu)劃分 15
1.6 建立和使用動態(tài)鏈接庫 16
1.6.1 動態(tài)鏈接庫的基本概念 17
1.6.2 基于MFC的動態(tài)鏈接庫 18
1.6.3 查看執(zhí)行程序EXE與DLL庫的層次關(guān)系 19
附：本章相關(guān)程序使用說明 19
第2章 矢量計算工具與幾何計算類庫設(shè)計 21
2.1 矢量運算概述 21
2.1.1 點 21
2.1.2 矢量 22
2.1.3 齊次坐標(biāo)與齊次變換矩陣 25
2.2 設(shè)計點、矢量和齊次變換矩陣類 26
2.2.1 點類CPoint3D 27
2.2.2 矢量類CVector3D 31
2.2.3 變換矩陣類CMatrix3D 34
2.3 三維圖形的幾何變換 38
2.3.1 三維齊次變換矩陣 38
2.3.2 平移變換 38
2.3.3 旋轉(zhuǎn)變換/繞空間任意軸的旋轉(zhuǎn)變換函數(shù)的實現(xiàn) 39
2.3.4 幾何縮放 42
2.3.5 對稱變換/沿空間任意平面的對稱變換函數(shù)的實現(xiàn) 43
2.4 矢量計算及其工具函數(shù)集設(shè)計 44
2.4.1 判斷兩個空間矢量是否平行 45
2.4.2 計算兩個矢量的夾角 46
2.4.3 計算三角面片的面積 46
2.4.4 正交投影及點到直線之間的距離計算 47
2.4.5 直線求交 48
2.4.6 創(chuàng)建過平面三個點的圓 49
2.5 設(shè)計幾何基本工具庫GeomCalc.dll 51
2.5.1 GeomCalc.dll中的輸出類與輸出函數(shù) 51
2.5.2 創(chuàng)建幾何基本工具庫GeomCalc.dll的步驟 53
2.5.3 使用GeomCalc.dll 54
2.6 有關(guān)源程序代碼 55
2.6.1 文件CadBase.h 55
2.6.2 文件CadBase.cpp 64
2.6.3 文件CadBase1.cpp 91
附：本章相關(guān)程序及使用說明 96
第3章 創(chuàng)建基于MFC的OpenGL Windows程序 97
3.1 OpenGL概述 97
3.2 在Windows環(huán)境下使用OpenGL 99
3.2.1 OpenGL的函數(shù)庫 99
3.2.2 獲取與安裝OpenGL 99
3.2.3 OpenGL與GDI 100
3.2.4 渲染場境 101
3.2.5 像素格式 103
3.3 OpenGL MFC應(yīng)用程序創(chuàng)建實例 108
3.3.1 創(chuàng)建一個應(yīng)用程序框架 109
3.3.2 修改視類CGLView 111
3.3.3 使用OpenGL的雙緩存技術(shù)為應(yīng)用程序增加動畫效果 119
3.4 程序清單 120
3.4.1 文件GLView.h 120
3.4.2 文件GLView.cpp 122
附：本章相關(guān)程序使用說明 129
第4章 設(shè)計封裝OpenGL功能的C++類 130
4.1 封裝OpenGL的C++類的設(shè)計 130
4.2 照相機(jī)類GCamera的設(shè)計 131
4.2.1 視點坐標(biāo)系和視圖變換 132
4.2.2 投影變換與視景體 134
4.2.3 視口變換 135
4.2.4 設(shè)計照相機(jī)類GCamera 138
4.3 類COpenGLDC 141
4.4 修改類CGLView 146
4.5 運行應(yīng)用程序 150
4.6 源程序清單 150
4.6.1 類GCamera的聲明代碼 151
4.6.2 類GCamera的實現(xiàn)代碼 152
4.6.3 類COpenGLDC的聲明代碼 154
4.6.4 類COpenGLDC的實現(xiàn)代碼 155
4.6.5 類CGLView的聲明代碼 158
4.6.6 類CGLView的實現(xiàn)代碼 159
附：本章相關(guān)程序使用說明 162
第5章 設(shè)計基于OpenGL的CAD圖形工具庫 163
5.1 創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫glContext.dll 163
5.2 照相機(jī)類GCamera的功能增強(qiáng) 164
5.2.1 選擇典型的觀察視圖 166
5.2.2 景物平移 170
5.2.3 景物縮放 171
5.2.4 使用OpenGL的選擇模式 172
5.3 模型真實感渲染與OpenGL光照設(shè)置 173
5.3.1 光照的組成 174
5.3.2 定義OpenGL的光源 174
5.3.3 物體材質(zhì) 176
5.3.4 單面光照與雙面光照 177
5.4 類COpenGLDC功能的增強(qiáng) 178
5.4.1 實現(xiàn)和Windows窗口的關(guān)聯(lián) 182
5.4.2 有關(guān)光源的操作 182
5.4.3 有關(guān)顏色的操作 185
5.4.4 圖形繪制函數(shù) 191
5.4.5 選擇模式 197
5.5 增加類CGLView中的功能 198
5.6 glContext類的輸出和調(diào)用 202
5.7 源程序清單 202
5.7.1 文件Camera.h（類GCamera） 202
5.7.2 文件Camera.cpp（類GCamera） 204
5.7.3 文件OpenGLDC.h（類COpenGLDC、CGLView） 210
5.7.4 文件OpenGLDC.cpp（類OpenGLDC） 214
5.7.5 文件 GLView.cpp（類CGLView） 225
附：本章相關(guān)程序使用說明 228
第6章 設(shè)計幾何內(nèi)核模塊 229
6.1 CAD實體模型的常用表示方法 230
6.1.1 邊界表示法與體素構(gòu)造法簡介 230
6.1.2 多邊形網(wǎng)格實體建模的概念 231
6.1.3 立體光造型（STL）文件格式 233
6.2 幾何對象類的設(shè)計 235
6.2.1 類的層次設(shè)計 235
6.2.2 幾何對象基本類CEntity 238
6.2.3 三角形面片對象類CTriChip 241
6.2.4 STL幾何模型類CSTLModel 243
6.2.5 高級幾何模型類CPart 247
6.3 串行化（Serialize）實現(xiàn)文檔存取功能 250
6.3.1 為什么要使用串行化 250
6.3.2 CArchive類 251
6.3.3 串行化類的設(shè)計步驟 252
6.3.4 CObArray的Serialize()函數(shù) 253
6.3.5 應(yīng)用程序的文檔串行化實例剖析 253
6.4 利用多態(tài)性實現(xiàn)CAD模型的繪制 256
6.4.1 虛擬函數(shù)與多態(tài)性 256
6.4.2 利用多態(tài)性統(tǒng)一CAD元素的繪制接口 258
6.4.3 純虛擬函數(shù) 259
6.4.4 實現(xiàn)CPart模型的OpenGL顯示 260
6.5 建立幾何內(nèi)核庫GeomKernel.dll 262
6.6 程序清單 263
6.6.1 文件Entity.h 263
6.6.2 文件Entity.cpp 267
附：本章相關(guān)程序使用說明 276
第7章 CAD應(yīng)用程序的模塊化實現(xiàn) 277
7.1 網(wǎng)格模型可視化程序STLViewer的解決方案 278
7.1.1 網(wǎng)格模型可視化程序STLViewer的模塊結(jié)構(gòu) 278
7.1.2 創(chuàng)建應(yīng)用程序的解決方案 278
7.1.3 為解決方案配置目錄與路徑 280
7.2 設(shè)計應(yīng)用程序框架 283
7.2.1 增加界面資源 283
7.2.2 修改框架類CMainFrame 284
7.2.3 修改文檔類CSTLViewerDoc 286
7.2.4 修改視圖類CSTLViewerView 287
7.3 運行STLViewer.exe 293
7.3.1 輸入STL模型 293
7.3.2 存儲STLViewer自己的文檔（*.mdl） 293
7.3.3 模型顯示縮放 294
7.3.4 使用鍵盤平移場景 294
7.3.5 模型視圖切換 294
7.3.6 模型著色模式切換 294
7.4 源程序清單 295
7.4.1 文件MainFrm.h 295
7.4.2 文件MainFrm.cpp 296
7.4.3 文件STLViewerDoc.h 299
7.4.4 文件STLViewerDoc.cpp 300
7.4.5 文件STLViewerView.h 302
7.4.6 文件STLViewerView.cpp 304
附：本章相關(guān)程序使用說明 309
第8章 曲線和曲面的OpenGL繪制及類設(shè)計 310
8.1 關(guān)于曲面造型技術(shù) 310
8.2曲線和曲面的參數(shù)表示 312
8.2.1 曲線的非參數(shù)表示 312
8.2.2 曲線的參數(shù)表示 312
8.2.3 插值與逼近 313
8.3 曲線的樣條描述 314
8.3.1 參數(shù)樣條曲線的基本概念 314
8.3.2 Bezier曲線、曲面的數(shù)學(xué)表示 315
8.3.3 使用OpenGL繪制Bezier曲線 316
8.3.4 使用OpenGL繪制Bezier曲面 319
8.3.5 NURBS曲線的數(shù)學(xué)表示 321
8.3.6 使用OpenGL繪制NURBS曲線 322
8.3.7 使用OpenGL繪制NURBS曲面 326
8.4 在應(yīng)用程序中集成曲線和曲面功能 330
8.4.1 添加Bezier曲線功能 330
8.4.2 添加Bezier曲面功能 336
8.