SMT錫膏檢測(cè)中基于Delphi與OpenGL的錫膏三維顯示

摘 要：研究在Delphi下采用OpenGL編程顯示錫膏三維形態(tài)的方法，并且實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、縮放及根據(jù)錫膏厚度顯示不同的顏色等功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在Delphi7.0平臺(tái)上采用OpenGL編程實(shí)現(xiàn)錫膏三維形態(tài)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示不僅可以避免大量的矩陣運(yùn)算、減少程序代碼長(zhǎng)度、提高編程效率，而且能夠提高圖形的顯示效果。

關(guān)鍵詞：OpenGL；Delphi；雙緩存技術(shù)；錫膏三維模型

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引 言

在SMT(Surface Mounted Technology，表面貼裝技術(shù))錫膏檢測(cè)中，對(duì)錫膏印刷質(zhì)量進(jìn)行全面三維測(cè)量，可以準(zhǔn)確地重構(gòu)印刷錫膏的三維形貌，不僅得到準(zhǔn)確的體積信息，還得到錫膏的形狀信息，既提高了測(cè)量精度，又提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性［1］。采用光柵投影相位測(cè)量輪廓術(shù)(Phase Shifting Profilometry，PSP)可以得到大量的錫膏表面上的離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)屏幕上三維顯示出來(lái)，以供進(jìn)一步對(duì)錫膏印刷質(zhì)量進(jìn)行分析、處理。為了便于對(duì)錫膏的局部細(xì)節(jié)和全體概貌進(jìn)行觀(guān)察，常常需要對(duì)錫膏三維圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、平移、著色等處理，如果這些變換全部由程序員自己編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)，需要用到大量的矩陣運(yùn)算和向量運(yùn)算，不僅費(fèi)時(shí)而且代碼冗長(zhǎng)，程序可讀性差。而利用開(kāi)放性圖形庫(kù)（Open Graphic Library，OpenGL）可以很好地解決上述問(wèn)題，并且能夠提高圖形的顯示效果。

OpenGL是一個(gè)性能卓越的三維圖形和交互式視景處理的開(kāi)發(fā)環(huán)境，具有廣泛移植性的應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API），使用某種編程語(yǔ)言（如Pascal）編寫(xiě)函數(shù)時(shí)，可以像調(diào)用其它API函數(shù)那樣調(diào)用OpenGL庫(kù)函數(shù)［2］。

2 Delphi下的OpenGL編程

OpenGL是一種圖形與硬件的接口，開(kāi)發(fā)者可以利用OpenGL提供的函數(shù)進(jìn)行三維建模和三維模型的動(dòng)態(tài)顯示［3］。Delphi直接在庫(kù)程序中添加了對(duì)OpenGL的支持（在Delphi目錄的lib目錄下有OpenGL.pas文件，編程的時(shí)候需要在uses語(yǔ)句里加入OpenGL單元），具有與OpenGL的接口，使得開(kāi)發(fā)者可以方便地在Delphi平臺(tái)上采用OpenGL編程開(kāi)發(fā)三維圖形。Delphi下采用OpenGL編程技術(shù)的主要步驟為：OpenGL初始化；圖形顯示視口的控制；繪制、顯示三維圖形；釋放資源。

計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化2011年9月

第30卷第3期馬勇平等：SMT錫膏檢測(cè)中基于Delphi與OpenGL的錫膏三維顯示

2.1 OpenGL初始化

在創(chuàng)建窗體的時(shí)候，需要在窗體的OnCreate事件過(guò)程中初始化OpenGL，目的是為了創(chuàng)建繪制描述表（Rendering Context，RC）和設(shè)備描述表（Device Context，DC）。因?yàn)橥琖indows下用GDI（Graphics Device Interface，圖形設(shè)備接口）繪圖一樣，必須通過(guò)設(shè)備場(chǎng)景調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。OpenGL函數(shù)通過(guò)RC完成三維圖形的繪制，在創(chuàng)建RC時(shí)，將它與DC相關(guān)聯(lián)。RC的功能在于將OpenGL命令連接到DC，而DC將窗口連接到GDI，完成OpenGL函數(shù)通過(guò)RC對(duì)應(yīng)的DC將圖形繪制到相應(yīng)的顯示設(shè)備這一過(guò)程。在窗體的OnCreate事件過(guò)程中初始化OpenGL代碼如下：