计算机图形学课程设计报告书Word文档格式.docx
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VisualStudio2012
3.光照模型建立过程
光照模型建立流程图:
3.1设置光照模型相应指数
3.2打开光源
光照模型设计过程有两点注意的是：
1、glShadeModel函数用于控制opengl中绘制指定两点间其他点颜色的过渡模式，参数一般为GL_SMOOTH、GL_FLAT，如果两点的颜色相同，使用两个参数效果相同，如果两点颜色不同，GL_SMOOTH会出现过渡效果，GL_FLAT则只是以指定的某一点的单一色绘制其他所有点。
glShadeModel（GL_FLAT）着色模式glShadeModel（GL_SMOOTH）着色模式
（可以看出GL_SMOOTH模式下颜色更加光滑）
2、需要使用光照模型时必须启用，glEnable（GL_LIGHTING）（启用灯源）、glEnable（GL_LIGHT0）（启用光源），否则所有灯光效果都会无效。
效果对比如下图所示。
（未启用灯光）（启用灯光）
（未启用灯光）（启用灯光）
4.颜色模型建立过程
1.设定多边形图形：
OpenGL利用glBegin（）函数画图形样式，里面的参数表示图形样式，这里以glBegin（GL_QUADS）为例，GL_QUADS表示绘制由四个顶点组成的一组单独的四边形。
2.设定颜色：
OpenGL利用glColor3f（a，b，c）函数设置图形颜色，里面的参数表示设定颜色的颜色。
3.坐标设定：
OpenGL利用glVertex3f（a,b,c）函数设置图形坐标，里面的参数表示坐标的位置。
以跑道颜色模型为例：
（未使用颜色模型）
（使用颜色模型）
5.雾化模型建立过程
雾是生活中比较常见的现象，有了雾化模型，场景会比较逼真。
1.建立过程及参数设定如下：
2.其中，设置雾气起始位置与结束位置可以使雾气浓度随运动模型变化。
3.效果对比
（未使用雾化）（使用雾化）
4.实验存在不足之处，由于本实验的场景绘制不是特别接近真实感，所以雾化模型的效果不是很好。
6．运动模型建立过程
1.本次实验的运动模型主要由键盘按键响应发生。
2.设定键盘按键响应函数
voidspecialKeyBoard（intkey,intx,inty）
在主函数入口设定设置当前窗口的特定键的回调函数
glutSpecialFunc（specialKeyBoard）;
glTranslatef（0,0,0.1+delta_v）;
//表示将当前图形向x轴平移0，向y轴平移0，向z轴平移0.1+delta,表示物体在这个坐标的时候开始绘制。
glutPostRedisplay（）;
在图像绘制的所有操作之后，
要加入glutPostRedisplay（）函数来重绘图像。
实现物体的移动
glRotatef（1,0,1,0）;
//，旋转角度函数，表示小车往（0,1,0）向量方向逆时针旋转1°
以上都是控制小车运动的函数，通过键盘响应来触发。
（向前运动）（旋转）
7．纹理贴图过程
①载入位图图像：
AUX_RGBImageRec*LoadBMP（CHAR*Filename）//载入位图图象
{
FILE*File=NULL;
//文件句柄
if（!
Filename）//确保文件名已提供
{
returnNULL;
//如果没提供，返回NULL
}
File=fopen（Filename,"
r"
）;
//尝试打开文件
if（File）//判断文件是否存在？
fclose（File）;
//关闭句柄
returnauxDIBImageLoadA（Filename）;
//载入位图并返回指针
returnNULL;
//如果载入失败，返回NULL
}
②位图转化成纹理：
intLoadGLTextures（）//载入位图（调用上面的代码）并转换成纹理
intStatus=FALSE;
//状态指示器
AUX_RGBImageRec*TextureImage[2];
//创建纹理的存储空间
memset（TextureImage,0,sizeof（void*）*1）;
//将指针设为NULL
//载入位图，检查有无错误，如果位图没找到则退出
if（（TextureImage[0]=LoadBMP（"
Data/wenli.bmp"
））&
&
（TextureImage[1]=LoadBMP（"
Data/wenli2.bmp"
）））
Status=TRUE;
//将Status设为TRUE
glGenTextures（2,&
texture[0]）;
//创建纹理
for（intloop=0;
loop<
2;
loop++）
{
glBindTexture（GL_TEXTURE_2D,texture[loop]）;
//绑定纹理
glTexParameteri（GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR）;
//设置滤波
glTexParameteri（GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR）;
glTexImage2D（GL_TEXTURE_2D,0,3,TextureImage[loop]->
sizeX,TextureImage[loop]->
sizeY,0,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,TextureImage[loop]->
data）;
//生成纹理
}
for（intloop=0;
loop<
loop++）
if（TextureImage[loop]!
=NULL）//判断纹理是否存在
{
if（TextureImage[loop]->
data!
=NULL）//纹理图像是否存在
{
free（TextureImage[loop]->
//释放纹理图像占用存
}
free（TextureImage[loop]）;
//释放图像结构
}
returnStatus;
//返回Status
③调用纹理
glBindTexture（GL_TEXTURE_2D,texture[0]）;
//选择纹理
glBegin（GL_QUADS）;
//开始绘制四边形
glTexCoord2f（1.0f,0.0f）;
glVertex3f（0.0f,1.5f,0.0f）;
//纹理和四边形的右下
glTexCoord2f（1.0f,1.0f）;
glVertex3f（0.0f,2.5f,0.0f）;
//纹理和四边形的右上
glTexCoord2f（0.0f,1.0f）;
glVertex3f（0.0f,2.5f,1.0f）;
//纹理和四边形的左上
glTexCoord2f（0.0f,0.0f）;
glVertex3f（0.0f,1.5f,1.0f）;
//纹理和四边形的左下
glEnd（）;
模型解读
（1）创建纹理图像：
OpenGL要求纹理的高度和宽度都必须是2的n次方大小，只有满足这个条件，这个纹理图片才是有效的。
一旦获取了像素值，我们就可以将这些数据传给OpenGL，让OpenGL生成一个纹理贴图：
①glGenTextures（2,&
texture[0]）：
创建纹理对象
②glBindTexture（GL_TEXTURE_2D,texture[loop]）：
绑定纹理对象
③glTexImage2D（GL_TEXTURE_2D,0,3,TextureImage[loop]->
data）：
将Pixels数组中的像素值传给当前绑定的纹理对象，于是便创建了纹理。
glTexImage函数的参数分别是纹理的类型，纹理的等级，每个像素的字节数，纹理图像的宽度和高度，边框大小，像素数据的格式，像素值的数据类型，像素数据。
（2）纹理滤镜：
在纹理映射的过程中，如果图元的大小不等于纹理的大小，OpenGL便会对纹理进行缩放以适应图元的尺寸。
我们可以通过设置纹理滤镜来决定OpenGL对某个纹理采用的放大、缩小的算法。
调用glTexParameter来设置纹理滤镜。
如：
glTexParameteri（GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR）;
//设置放大滤镜
glTexParameteri（GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR）;
//设置缩小滤镜
（3）纹理坐标：
要使用当前的纹理绘制图元，我们必须在绘制每个顶点之前为该顶点指定纹理坐标。
只需调用glTexCoord2d（s:
Double;
t:
Double）;
函数即可。
其中，s、t是对于2D纹理而言的s、t坐标。
对于任何纹理，无论纹理的真正大小如何，其顶端（左上角）的纹理坐标恒为（0,0）,右下角的纹理坐标恒为（1,1）。
也就是说，纹理坐标应是一个介于0到1之间的一个小数。
纹理贴图前后对比效果见图5。
纹理贴图前纹理贴图后
五、成果展示
本次实验将两个模型进行改造，实现了一辆简单的小车以及一艘简单的帆船。
（小车模型）
（帆船模型）
六、心得体会
计算机图形学本身是一门理论与实践都比较复杂的学科，从最开始二维图形的实现，到最后三维真实感场景的实现，都不是一个简单的过程，好的真实感场景实现需要多个模型的相互融合，在实验设计过程中，难免遇到困难，下面是本次实验总结出来的感受。
1.glEnable（）启动函数，无论是构造什么样的模型，都需要由这个函数来启动，如光照模型需要glEnable（GL_LIGHTING），纹理贴图需要glEnable
（GL_TEXTURE_2D）;
没有启动函数的作用，效果都是不可能是实现的。
2.glPushMatrix（）和glPopMatrix（）函数的使用，这两个函数在OpenGL中是模型视图矩阵堆栈，分别是压栈和出栈函数，防止坐标不稳定移动。
确定每个模型都绘制在预期的位置。
以本次实验中小车模型画车轮为例：
这个函数中使用了堆栈的函数，为了使轮胎往预期的方向移动，否则，轮胎移动的效果会变成规则的向不同地方跳动，显的不切合实际。
3.最后，个人感觉OpenGL场景的实现最重要的是函数的调用以及流程控制运用。
函数的重要性不言而喻。
如果可以充分吸收模型中各类函数的用法，实现一个场景就不会那么困难，流程控制就是应该想好模型设计的顺序问题，顺序问题一旦解决，运用到程序中，思路清晰就会便于成功。
七、源代码实例
1.小车模型：
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
#include<
GL/glut.h>
math.h>
GL/GLAUX.H>
gl/gl.h>
#pragmacomment（lib,"
opengl32.lib"
）
glu32.lib"
）
glaux.lib"
）
floatdelta_v=0.0;
floatr=1.0,g=1.0,b=0.0;
floatr1=0.0,g1=0.0,b1=0.0;
floatP[16];
floatM[16];
staticGLfloatxRot=0.0f;
staticGLfloatyRot=0.0f;
staticfloatelbow=0,z=0;
//光线及材质的定义
GLfloatglobal_ambient[]={0.1,0.1,0.1,0.1};
//总体环境光设置
GLfloatlight_ambient[]={0.0,0.0,0.0,1.0};
//环境光，通常定义在光源中
GLfloatlight_diffuse[]={1.0,1.0,1.0,1.0};
//漫反射光（DiffuseLight）
GLfloatlight_specular[]={1.0,1.0,1.0,1.0};
//和镜面反射光（SpecularLight）。
GLfloatlight_position[]={20.0,20.0,20.0,0.0};
//光源位置
GLfloatmat_specular1[]={1.0,1.0,1.0,1.0};
//镜面反射光材质材质
GLfloatmat_diffuse1[]={1.0,1.0,1.0,1.0};
//漫反射光材质
GLfloatmat_ambient1[]={1.0,1.0,1.0,1.0};
//环境光材质
GLfloatmat_shininess1={10.0};
//镜面反射指数
GLfloatvertices[][3]={{-0.7,0,1},{0.7,0,1},{0.7,0,-1},{-0.7,0,-1},{-0.5,1,0.8},{0.5,1,0.8},{0.5,1,-0.8},{-0.5,1,-0.8}};
GLfloatfogcolor[]={0.5f,0.7f,0.5f,1.0f};
GLuinttexture[2];
//存储2个纹理
//设置滤波模式
for（intloop=0;
voidmenu（intid）//设置一个右键菜单功能
switch（id）
case
（1）:
exit（0）;
break;
glutPostRedisplay（）;
voidcolor_car_body_menu（intid）//车身颜色变化菜单
case
（1）:
r=1.0;
g=0.0;
b=0.0;
break;
case
（2）:
r=0.0;
g=1.0;
case（3）:
r=0.0;
b=1.0;
case（4）:
r=0.9;
g=0.1;
b=0.6;
case（5）:
r=0.7;
g=0.5;
b=0.1;
case（6）:
r=1.0;
voidcolor_car_wheel_menu（intid）//车轮颜色变化菜单
r1=0.0;
g1=0.5;
b1=1.0;
r1=0.7;
g1=0.8;
b1=0.4;
r1=0.7;
g1=0.0;
b1=0.0;
r1=0.9;
g1=0.1;
b1=0.6;
b1=0.1;
g1=1.0;
//定义跑道
voidrunway（）
{
glBegin（GL_QUADS）;
// GL_QUADS：
绘制由四个顶点组成的一组单独的四边形。
//顶点4n－3、4n－2、4n－1和4n定义了第n个四边形。
总共绘制N/4个四边形
glColor3f（0.0f,0.8f,0.0f）;
//设定跑到颜色
glVertex3f（-3.0f,-0.3f,100.0f）;
//设定跑道坐标
glVertex3f（-0.8f,-0.3f,100.0f）;
glVertex3f（-0.8f,-0.3f,-100.0f）;
glVertex3f（-3.0f,-0.3f,-100.0f）;
glEnd（）;
glVertex3f（0.8f,-0.3f,100.0f）;
glVertex3f（3.0f,-0.3f,100.0f）;
glVertex3f（3.0f,-0.3f,-100.0f）;
glVertex3f（0.8f,-0.3f,-100.0f）;
//跑道样式
glColor3f（0.9f,1.0f,0.9f）;
//跑道颜色
glVertex3f（-0.8f,-0.3f,100.0f）;
//跑道坐标
glVertex3f（0.8f,-0.3f,100.0f）;
glVertex3f（0.8f,-0.3f,-100.0f）;
glVertex3f（-0.8f,-0.3f,-100.0f）;
//画车身
voidquad（inta,intb,intc,intd）
//GL_QUADS：
顶点4n－3、4n－2、4n－1和4n定义了第n个四边形。
总共绘制N/4个四边形
glVertex3fv（vertices[a]）;
glVertex3fv（vertices[b]）;
glVertex3fv（vertices[c]）;
glVertex3fv（vertices[d]）;
voidcar_body（）
glCol
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