实验一 基于opengl的基本编程有配套实验报告已上传Word格式文档下载.docx

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4.二维图形观察流水线过程

实验步骤：

1.opengl编程环境组建

参见PPT课件，配置VC++6.0与VC++2008，主要步骤为：

针对VC6.0：

下载opengl开发库文件夹

复制glut32.dll和glut.dll到…\windows\system32

复制glut.h到...\MicrosoftVisualStudio\VC98\Include\GL

复制glut32.lib和glut.lib到…\MicrosoftVisualStudio\VC98\Lib

新建工程后，进入Project菜单，选Settings项，弹出Settings对话框，选Link项，在Libraries栏目中加入OpenGL库：

opengl32.libglu32.libglaux.lib

针对VC2008：

下载并安装opengl2.exe，生成GLSDK，包含include、lib、example等多个子文件夹，然后下载glut文件夹，包含include、lib两个子文件夹；

将GLSDK的include、lib文件夹路径设为环境变量；

打开vc2008IDE，在工具，选项里选择项目和解决方案/文件目录，分别在include、lib两个下拉菜单中添加

（1）中的两个include、两个lib路径进来即可。

2.opengl窗口编程

运行一个Windows环境下的一个基本OpenGL程序，直接打开2008version或60version文件夹内的工程，它将显示一个空的OpenGL窗口,可以在定制窗口大小和全屏模式下切换（按F1）,按ESC退出，该程序为以后的应用程序提供了实验平台，并预留了绘图接口，具体代码文档见附件。

3.基本图像绘制

阅读教材P67-70，了解绘制函数，根据附件2提供的源码baseshape.cpp，将该文件内的场景绘制函数Drawsence（）替代步骤2中的同名函数，分析程序架构和关键代码，修改图形绘制命令和参数，显示出点、线、矩形、三角形、多边形等，可设置不同线宽，保存代码和屏幕显示结果。

4.二维变换

阅读附件3提供源码，将该文件内的场景绘制函数Drawsence（）替代步骤3中的同名函数，分析程序代码并查看结果，通过调用glTranslate*,glRotate*,glscale*等二维变换函数实现平移、旋转、缩放等变换，要求通过参数操作和矩阵操作两种方式执行，分别给出源代码。

5.二维观察流水线

掌握二维观察流水线各环节知识，弄懂裁剪窗口、视口、世界坐标系、观察坐标系、设备坐标系的概念。

阅读附件viewport.cpp提供的源代码和课本P253-259，将该文件内的场景绘制函数Drawsence（）替代步骤3中的同名函数，理解gluOrtho2D、glviewport函数的调用，参考glut窗口操作函数，实现同一窗口中的视口变换和多视口显示，结果如图所示，

6.Sierpinski模型绘制（选做，了解）

在完成前面工作的基础上，引入分形的递归算法，通过绘制小的三角形动作，生成Sierpinski镂垫

实验报告

用自己的话给出上述各步骤的原理理解，代码分析和实验结果，其中步骤3中至少绘制三个图形，步骤4中至少完成两个变换操作，步骤5两个结果都需要实现，杜绝雷同结果。

将报告文档、源码工程存放一个文件夹下，打包压缩，压缩名以“学号+姓名+GI+第1次实验”格式命名，实验报告内容见教辅系统提供样本，提交至教辅系统。

附件1：

opengl窗口编程代码，该附件以较大篇幅详细分析了VC++面向对象编程的窗口知识和windows应用的基本原理，重在理解，为后续绘图程序的添加做好铺垫

代码的前4行包括了每个库文件的头文件。

如下所示：

#include<

windows.h>

//Windows的头文件

gl\gl.h>

//包含最新的gl.h

gl\glu.h>

//包含最新的glu.h库

gl\glaux.h>

//X–windows系统应用库

接下来设置计划在程序中使用的所有变量。

本例程将创建一个空的OpenGL窗口，暂时还无需设置大堆的变量。

余下需要设置的变量不多，但十分重要，以后所写的每一个OpenGL程序中都要用到它们。

第一行设置的变量是RenderingContext（着色描述表）。

每一个OpenGL都被连接到一个着色描述表上。

着色描述表将所有的OpenGL调用命令连接到DeviceContext（设备描述表）上。

我将OpenGL的着色描述表定义为hRC。

要让程序能够绘制窗口的话，还需要创建一个设备描述表，也就是第二行的内容。

Windows的设备描述表被定义为hDC。

DC将窗口连接到GDI（GraphicsDeviceInterface图形设备接口）。

而RC将OpenGL连接到DC。

第三行的变量hWnd将保存由Windows给窗口指派的句柄。

最后，第四行为程序创建了一个Instance（实例）。

HGLRChRC=NULL;

//窗口着色描述表句柄

HDChDC=NULL;

//OpenGL渲染描述表句柄

HWNDhWnd=NULL;

//保存窗口句柄

HINSTANCEhInstance;

//保存程序的实例

下面的第一行设置一个用来监控键盘动作的数组。

有许多方法可以监控键盘的动作，但这里的方法很可靠，并且可以处理多个键同时按下的情况。

active变量用来告知程序窗口是否处于最小化的状态。

如果窗口已经最小化的话，我们可以做从暂停代码执行到退出程序的任何事情。

我喜欢暂停程序。

这样可以使得程序不用在后台保持运行。

fullscreen变量的作用相当明显。

如果我们的程序在全屏状态下运行，fullscreen的值为TRUE，否则为FALSE。

这个全局变量的设置十分重要，它让每个过程都知道程序是否运行在全屏状态下。

boolkeys[256];

//保存键盘按键的数组

boolactive=TRUE;

//窗口的活动标志，缺省为TRUE

boolfullscreen=TRUE;

//全屏标志缺省，缺省设定成全屏模式

现在我们需要先定义WndProc（）。

必须这么做的原因是CreateGLWindow（）有对WndProc（）的引用，但WndProc（）在CreateGLWindow（）之后才出现。

在C语言中，如果想要访问一个当前程序段之后的过程和程序段的话，必须在程序开始处先申明所要访问的程序段。

所以下面的一行代码先行定义了WndProc（），使得CreateGLWindow（）能够引用WndProc（）。

LRESULTCALLBACKWndProc（HWND,UINT,WPARAM,LPARAM）;

//WndProc的声明

下面的代码的作用是重新设置OpenGL场景的大小，而不管窗口的大小是否已经改变（假定用户没有使用全屏模式）。

甚至无法改变窗口的大小时（例如用户在全屏模式下），它至少仍将运行一次--在程序开始时设置用户的透视图。

OpenGL场景的尺寸将被设置成它显示时所在窗口的大小。

GLvoidReSizeGLScene（GLsizeiwidth,GLsizeiheight）//重置OpenGL窗口大小

{

if（height==0）//防止被零除

{

height=1;

//将Height设为1

}

glViewport（0,0,width,height）;

//重置当前的视口

下面几行为透视图设置屏幕。

意味着越远的东西看起来越小。

这么做创建了一个现实外观的场景。

此处透视按照基于窗口宽度和高度的45度视角来计算。

0.1f，100.0f是我们在场景中所能绘制深度的起点和终点。

glMatrixMode（GL_PROJECTION）指明接下来的两行代码将影响projectionmatrix（投影矩阵）。

投影矩阵负责为我们的场景增加透视。

glLoadIdentity（）近似于重置。

它将所选的矩阵状态恢复成其原始状态。

调用glLoadIdentity（）之后我们为场景设置透视图。

glMatrixMode（GL_MODELVIEW）指明任何新的变换将会影响modelviewmatrix（模型观察矩阵）。

模型观察矩阵中存放了我们的物体讯息。

最后我们重置模型观察矩阵。

如果您还不能理解这些术语的含义，请别着急。

在以后的教程里，我会向大家解释。

只要知道如果您想获得一个精彩的透视场景的话，必须这么做。

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

//选择投影矩阵

glLoadIdentity（）;

//重置投影矩阵

gluPerspective（45.0f,（GLfloat）width/（GLfloat）height,0.1f,100.0f）;

//设置视口的大小

glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;

//选择模型观察矩阵

//重置模型观察矩阵

}

接下的代码段中，我们将对OpenGL进行所有的设置。

将设置清除屏幕所用的颜色，打开深度缓存，启用smoothshading（阴影平滑）等等，这直到OpenGL窗口创建之后才会被调用。

此过程将有返回值，但此处还用不着担心这个返回值。

intInitGL（GLvoid）//此处开始对OpenGL进行所有设置

下一行启用smoothshading（阴影平滑）。

阴影平滑通过多边形精细的混合色彩，并对外部光进行平滑。

我将在另一个教程中更详细的解释阴影平滑。

glShadeModel（GL_SMOOTH）;

//启用阴影平滑

下一行设置清除屏幕时所用的颜色。

可参考色彩的工作原理，色彩值的范围从0.0f到1.0f。

0.0f代表最黑的情况，1.0f就是最亮的情况。

glClearColor后的第一个参数是RedIntensity（红色分量）,第二个是绿色，第三个是蓝色。

最大值也是1.0f，代表特定颜色分量的最亮情况。

最后一个参数是Alpha值。

当它用来清除屏幕的时候，我们不用关心第四个数字。

现在让它为0.0f。

我会用另一个教程来解释这个参数。

通过混合三种原色（红、绿、蓝），可以得到不同的色彩。

因此可知，当使用glClearColor（0.0f,0.0f,1.0f,0.0f），将用亮蓝色来清除屏幕，如果用glClearColor（0.5f,0.0f,0.0f,0.0f）的话，将使用中红色来清除屏幕。

不是最亮（1.0f），也不是最暗（0.0f）。

要得到白色背景，应该将所有的颜色设成最亮（1.0f）。

要黑色背景的话，将所有的颜色设为最暗（0.0f）。

glClearColor（0.0f,0.0f,0.0f,0.0f）;

//黑色背景

接下来的三行必须做的是关于depthbuffer（深度缓存）的。

将深度缓存设