计算机图形学实验报告.docx

计算机图形学实验报告.docx

《计算机图形学实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机图形学实验报告.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机图形学实验报告

实验一直线的DDA算法

一、【实验目的】

1.掌握DDA算法的基本原理。

2.掌握DDA直线扫描转换算法。

3.深入了解直线扫描转换的编程思想。

二、【实验内容】

1.利用DDA的算法原理，编程实现对直线的扫描转换。

2.加强对DDA算法的理解和掌握。

三、【测试数据及其结果】

四、【实验源代码】

#include

#include

#include

#include

GLsizeiwinWidth=500;

GLsizeiwinHeight=500;

voidInitial（void）

{

glClearColor（1.0f,1.0f,1.0f,1.0f）;

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

gluOrtho2D（0.0,200.0,0.0,150.0）;

}

voidDDALine（intx0,inty0,intx1,inty1）

{

glColor3f（1.0,0.0,0.0）;

intdx,dy,epsl,k;

floatx,y,xIncre,yIncre;

dx=x1-x0;dy=y1-y0;

x=x0;y=y0;

if（abs（dx）>abs（dy））epsl=abs（dx）;

elseepsl=abs（dy）;

xIncre=（float）dx/（float）epsl;

yIncre=（float）dy/（float）epsl;

for（k=0;k<=epsl;k++）

{

glPointSize（3）;

glBegin（GL_POINTS）;

glVertex2i（int（x+0.5）,（int）（y+0.5））;

glEnd（）;

x+=xIncre;

y+=yIncre;

}

}

voidDisplay（void）

{

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

DDALine（100,100,200,180）;

glFlush（）;

}

voidwinReshapeFcn（GLintnewWidth,GLintnewHeight）

{

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

glLoadIdentity（）;

gluOrtho2D（0.0,GLdouble（newWidth）,0.0,GLdouble（newHeight））;

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

winWidth=newWidth;

winHeight=newHeight;

}

intmain（intargc,char*argv[]）

{

glutInit（&argc,argv）;

glutInitDisplayMode（GLUT_SINGLE|GLUT_RGB）;

glutInitWindowSize（400,300）;

glutInitWindowPosition（100,120）;

glutCreateWindow（"line"）;

Initial（）;

glutDisplayFunc（Display）;

glutReshapeFunc（winReshapeFcn）;

glutMainLoop（）;

return0;

}

实验二Bresenham绘制直线和圆

一、【实验目的】

1.掌握Bresenham算法扫描转换圆和直线的基本原理。

二、【实验内容】

1.利用Bresenham算法扫描转换圆和直线的基本原理编程实现对圆和直线的扫描转换。

三、【测试数据及其结果】

四、【实验源代码】

绘制直线：

#include

#include

#include

#include

GLsizeiwinWidth=500;

GLsizeiwinHeight=500;

voidlineBres（intx0,inty0,intxEnd,intyEnd）

{

glColor3f（0.0,0.0,1.0）;

intdx=fabs（xEnd-x0）,dy=fabs（yEnd-y0）;

intp=2*dy-dx;

inttwoDy=2*dy,twoDyMinusDx=2*（dy-dx）;

intx,y;

if（x0>xEnd）

{

x=xEnd;

y=yEnd;

xEnd=x0;

}

else{

x=x0;

y=y0;

}

glPointSize（6）;

glBegin（GL_POINTS）;

glVertex2i（x,y）;

glEnd（）;

while（x

{

x++;

if（p<0）

p+=twoDy;

else{

y++;

p+=twoDyMinusDx;

}

glPointSize

（2）;

glBegin（GL_POINTS）;

glVertex2i（x,y）;

glEnd（）;

}

}

voidinit（void）

{

glClearColor（1.0,1.0,1.0,1.0）;

glShadeModel（GL_FLAT）;

}

voiddisplay（void）

{

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）;

lineBres（10,10,400,300）;

glFlush（）;

}

voidwinReshapeFcn（GLintnewWidth,GLintnewHeight）

{

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

glLoadIdentity（）;

gluOrtho2D（0.0,GLdouble（newWidth）,0.0,GLdouble（newHeight））;

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

winWidth=newWidth;

winHeight=newHeight;

}

voidmain（intargc,char**argv）

{

glutInit（&argc,argv）;

glutInitDisplayMode（GLUT_SINGLE|GLUT_RGB）;

glutInitWindowPosition（10,10）;

glutInitWindowSize（winWidth,winHeight）;

glutCreateWindow（"lineBres"）;

init（）;

glutDisplayFunc（display）;

glutReshapeFunc（winReshapeFcn）;

glutMainLoop（）;

}

绘制圆：

#include

voidinit（）

{

glClearColor（0,0,0,0）;

}

voidMidBresenhamCircle（intr）

{

intx,y,d;

x=0;

y=r;

d=1-r;

glBegin（GL_LINE_STRIP）;

while（x<=y）{

glVertex2f（x,y）;

if（d<0）d+=2*x+3;

else{

d+=2*（x-y）+5;

y--;

}

x++;

}

glEnd（）;

}

voiddisplay（）

{

glClearColor（1,1,1,1）;

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

glColor3f（1,0,0）;

MidBresenhamCircle（8）;

glRotated（45,0,0,1）;

MidBresenhamCircle（8）;

glRotated（45,0,0,1）;

MidBresenhamCircle（8）;

glRotated（45,0,0,1）;

MidBresenhamCircle（8）;

glRotated（45,0,0,1）;

MidBresenhamCircle（8）;

glRotated（45,0,0,1）;

MidBresenhamCircle（8）;

glRotated（45,0,0,1）;

MidBresenhamCircle（8）;

glRotated（45,0,0,1）;

MidBresenhamCircle（8）;

glutSwapBuffers（）;

}

voidreshape（intw,inth）

{

glViewport（0,0,w,h）;

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

glLoadIdentity（）;

gluOrtho2D（-10,10,-10,10）;

}

intmain（intargc,char**argv）

{

glutInit（&argc,argv）;

glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB）;

glutInitWindowSize（400,400）;

glutInitWindowPosition（100,100）;

glutCreateWindow（"扫描转换圆"）;

glutDisplayFunc（display）;

glutReshapeFunc（reshape）;

glutMainLoop（）;

return0;

}

实验三反走样及五环的绘制

一、【实验目的】

1.了解走样和反走样的内容，熟练掌握用opengl实现图形的反走样。

?

2.学会用反走样消除走样现象。

3.学会五环的绘制方法。

二、【实验内容】

1.通过学习反走样相关课程，用opengl实现光栅图形的反走样。

2.绘制五环。

三、【测试数据及其结果】

四、【实验源代码】

反走样：

#include

#pragmacomment（linker,"/subsystem:

\"windows\"/entry:

\"mainCRTStartup\""）

GLuintlineList;//指定显示列表

voidInitial（）

{

glClearColor（1.0f,1.0f,1.0f,0.0f）;

glLineWidth（12.0f）;

glColor4f（0.0,0.6,1.0,1.0）;

lineList=glGenLists

（1）;//获得一个显示列表标识

glNewList（lineList,GL_COMPILE）;//定义显示列表

glBegin（GL_LINE_LOOP）;

glVertex2f（1.0f,1.0f）;

glVertex2f（4.0f,2.0f）;

glVertex2f（2.0f,5.0f）;

glEnd（）;

glEndList（）;

}

voidChangeSize（GLsizeiw,GLsizeih）

{

if（h==0）h=1;

glViewport（0,0,w,h）;

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;//指定设置投影参数

glLoadIdentity（）;

if（w<=h）

gluOrtho2D（0.0,5.0,0.0,6.0*（GLfloat）h/（GLfloat）w）;

else

gluOrtho2D（0.0,5.0*（GLfloat）w/（GLfloat）h,0.0,6.0）;

glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;//指定设置模型视图变换参数

glLoadIdentity（）;

}

voidDisplayt（void）

{

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

glCallList（lineList）;//调用显示列表

glFlush（）;

}

voidDisplayw（void）{

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

glEnable（GL_LINE_SMOOTH）;//使用反走样

glEnable（GL_BLEND）;//启用混合函数

glBlendFunc（GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA）;//指定混合函数

glCallList（lineList）;//调用显示列表

glFlush（）;

}

voidmain（void）

{

glutInitDisplayMode（GLUT_SINGLE|GLUT_RGB）;

glutInitWindowSize（300,300）;

glutCreateWindow（"原始图形"）;

glutDisplayFunc（Displayt）;

glutReshapeFunc（ChangeSize）;

Initial（）;

glutInitDisplayMode（GLUT_SINGLE|GLUT_RGB）;

glutInitWindowPosition（300,300）;

glutInitWindowSize（300,300）;

glutCreateWindow（"反走样图形"）;

glutDisplayFunc（Displayw）;

glutReshapeFunc（ChangeSize）;

Initial（）;

glutMainLoop（）;

}

五环：

#include

#include

#pragmacomment（linker,"/subsystem:

\"windows\"/entry:

\"mainCRTStartup\""）

constfloatPI=3.1415;

voidDrawCircle（GLfloatradius）

{

GLfloatx,y,z;

glBegin（GL_LINE_LOOP）;

for（intalpha=0;alpha<360;alpha++）

{

x=radius*cos（alpha*PI/180）;

y=radius*sin（alpha*PI/180）;

z=0;

glVertex3f（x,y,z）;

}

glEnd（）;

}

voidDisplay（）

{

glClearColor（1,1,1,1）;

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

glLoadIdentity（）;

glTranslatef（0,0,-25）;

glColor3f（0,1,0）;

glLineWidth（3）;

DrawCircle（3.0）;

glPopMatrix（）;

glPushMatrix（）;

glTranslatef（7,0,0）;

glColor3f（1,0,0）;

DrawCircle（3.0）;

glPopMatrix（）;

glPushMatrix（）;

glTranslatef（-7,0,0）;

glColor3f（0,0,1）;

DrawCircle（3.0）;

glPopMatrix（）;

glPushMatrix（）;

glTranslatef（-3.5,-3.5,0）;

glColor3f（0.3,0.5,0.7）;

DrawCircle（3.0）;

glPopMatrix（）;

glPushMatrix（）;

glTranslatef（3.5,-3.5,0）;

glColor3f（0.7,0.0,0.3）;

DrawCircle（3.0）;

glPopMatrix（）;

glutSwapBuffers（）;

}

voidreshape（intw,inth）

{

glViewport（0,0,w,h）;

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

glLoadIdentity（）;

gluPerspective（45,GLdouble（w）/h,1,100）;

glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;

}

voidmain（intargc,char**argv）

{

glutInit（&argc,argv）;

glutInitDisplayMode（GLUT_RGBA|GLUT_DOUBLE）;

glutInitWindowPosition（10,10）;

glutInitWindowSize（500,500）;

glutCreateWindow（"Test"）;

glutDisplayFunc（Display）;

glutReshapeFunc（reshape）;

glutMainLoop（）;

}

实验四多视区

一、【实验目的】

1.熟练掌握各种裁剪算法和二维观察变换。

?

2.学会在屏幕坐标系下创建多个视区、指定视区的宽度和高度，了解二维观察变换中包含窗口到视区的映射。

二、【实验内容】

1.在一个显示窗口内指定多个视区，分别显示具有相同坐标、不同颜色和不同显示模式的各种图形面。

?

2.在书本给定程序基础上，对程序做一些改变并在视区中绘制各种图形。

三、【测试数据及其结果】

四、【实验源代码】

#include

#include

constfloatPI=3.1415;

voidinitial（void）

{

glClearColor（1.0,1.0,1.0,1.0）;

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

glLoadIdentity（）;

gluOrtho2D（-10.0,10.0,-10.0,10.0）;

}

voidtriangle（GLsizeimode）

{

if（mode==1）

glPolygonMode（GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE）;

else

glPolygonMode（GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL）;

glBegin（GL_TRIANGLES）;

glVertex2f（0.0,5.0）;

glVertex2f（5.0,-5.0）;

glVertex2f（-5.0,-5.0）;

glEnd（）;

}

voidpolygon（GLsizeimode）

{

if（mode==1）

glPolygonMode（GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE）;

else

glPolygonMode（GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL）;

glBegin（GL_POLYGON）;

glVertex2f（2.0,7.0）;

glVertex2f（5.0,3.0）;

glVertex2f（4.0,0.0）;

glVertex2f（0.0,0.0）;

glVertex2f（1.0,4.0）;

glEnd（）;

}

voidDrawCircle（GLfloatr）

{

GLfloatx,y,z;

glBegin（GL_LINE_LOOP）;

for（intalpha=0;alpha<360;alpha++）

{

x=r*cos（alpha*PI/180）;

y=r*sin（alpha*PI/180）;

z=0;

glVertex3f（x,y,z）;

}

glEnd（）;

}

voidDisplay（）

{

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;

glColor3f（1.0,0.0,0.0）;

glViewport（0,0,100,100）;

triangle

（1）;

glColor3f（0.0,0.0,1.0）;

glViewport（100,0,100,100）;

triangle

（2）;

glColor3f（1.0,0.0,0.0）;

glViewport（0,100,100,100）;

polygon

（2）;

glViewport（100,100,100,100）;

DrawCircle（5）;

glFlush（）;

}

voidmain（void）

{

glutInitDisplayMode（GLUT_SINGLE|GLUT_RGB）;

glutInitWindowPosition（10,10）;

glutInitWindowSize（400,200）;

glutCreateWindow（"多视区"）;

initial（）;

glutDisplayFunc（Display）;

glutMainLoop（）;

}

实验五分子模型

一、【实验目的】

1.熟练掌握二维、三维几何变换矩阵和透视投影的相关知识从而用opengl实现分子模型的运动。

?

2.熟练掌握opengl中相关函数的调用和实现。

二、【实验内容】

1.显示分子模型：

红色大球表示原子，三个黄色小球表示电子，分别绕原子旋转，采用透视投影变换显示电子旋转过程。

2.启用深度测试和模型视图矩阵完成分子动画。

三、【测试数据及其结果】

四、【实验源代码】

#include

GLintangleSelf=0;

voidInitial（）

{

glEnable（GL_DEPTH_TEST）;

glClearColor（1.0f,1.0f,1.0f,1.0f）;

}

voidChangeSize（intw,inth）

{

if（h==0）h=1;

glViewport（0,0,w,h）;

glMatrixMode（GL_PROJECTION）;

glLoadIdentity（）;

GLfloatfAspect;

fAspect=（float）w/（float）h;

gluPerspective（45.0,fAspect,1,500.0）;

glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;

glLoadIdentity（）;

}

voidDisplay（void）{

staticfloatfElect1=0.0f;

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）;

glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;

glLoadIdentity（）;

glTranslatef（0.0f,0.0f,-250.0f）;

glColor3f（1.0f,0.0f,0.0f）;