实验六D编程及ezier曲线绘制.docx
《实验六D编程及ezier曲线绘制.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验六D编程及ezier曲线绘制.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验六D编程及ezier曲线绘制
实验六D编程及ezier曲线绘制
————————————————————————————————作者：
————————————————————————————————日期：
实验七3D编程及Bezier曲线曲面绘制
一、实验目的
1．3D编程：
熟悉视点观察函数的设置和使用；熟悉投影变换函数的设置和使用；熟悉基本3D图元的绘制
2．了解OpenGL绘制Bezier曲线的方法
二、实验环境
硬件要求：
PC机，主流配置，最好为独立显卡，显存512M以上。
软件环境：
操作系统：
WindowsXP。
语言开发工具：
VC6.0。
三、实验要求：
按照实验内容做实验，保留所作步骤效果截图或演示程序，当场检查，现场计分
四、实验内容
1.3D编程
3DCube.cpp为一静止3D立方体，3DCube2.cpp为正交投影下的旋转3D立方体，按下鼠标可实现不同方向的旋转。
分析3D编程代码与程序结构。
图7-1静止立方体效果图图7-2旋转立方体效果图图7-3旋转茶壶和圆环效果图
1．让静止的立方体绕Z轴不停旋转
2．修改视点，目标点不变，观看显示效果
3.修改目标点，视点不动，观看显示效果
4.视点与目标点同时修改，观看显示效果
5.视点与目标点不变，修改观察体大小，观看显示效果
6.将正交投影观察体改为透视投影观察体，并设置其大小，观察显示效果
7.将立方体替换为茶壶，观看显示效果.
选做
2.Bezier曲线绘制
BezierCurve.cpp为绘制bezier曲线的源程序，仔细研读源程序，并作如下修改
1）．改变控制点，观察曲线和曲面形状的变化，控制点起什么作用？
2）．改写bezier.cpp,增加控制点数目,修改控制点位置，使之成为空间封闭曲线，写出修改的关键代码及注释（TIPS：
OpenGLBezier曲线绘制方法最多只能有8个控制点）
3）．根据bezier曲线的性质，改写程序，使之成为两段曲线光滑连接。
每段曲线用不同颜色表示，并画出控制点。
图7-2·Bezier曲线绘制效果
五、函数参考
（一）3D编程
1．视点设置函数
voidgluLookAt（GLdoubleeyex,GLdoubleeyey,GLdoubleeyez,GLdoubleatx,GLdoubleaty,GLdoubleatz,GLdoubleupx,GLdoubleupy,GLdoubleupz）
给出矩阵作用于当前矩阵，定义相机位置和方向
视点：
eyex,eyey,eyez
目标点：
atx,aty,atz
相机向上方向：
upx,upy,upz
如果不引用该函数，则eyex=0,eyey=0,eyez=0，atx=0,aty=0,atz=-1，Upx=0,upy=1,upz=0此函数放在display函数中调用
参考坐标系：
世界坐标系
2．正交投影变换设置函数
.voidglOrtho（GLdoubleleft,GLdoubleright,GLdoublebottom,GLdoubletop,GLdoublenear,GLdoublefar），建立正交投影矩阵，定义一个正平行观察体。
距离从相机位置处测量。
right>left,top>bottom,far>near
OpenGL中不提供对观察平面的选择功能。
近裁减平面永远和观察平面重合。
如果OpenGL不提供投影函数，默认调用为：
glOrtho（-1.0,1.0,-1.0,1.0，-1.0，1.0）
3．透视投影变换设置函数
voidgluPerspective（GLdoublefov,GLdoubleaspect,GLdoublenear,GLdoublefar），定义一个透视矩阵作用于当前矩阵
fov-近裁剪平面与远裁剪平面的连线与视点的角度,也称视场角（field-of-viewangle）
aspect-投影平面的宽与高之比
near,far-近裁剪平面和远裁剪平面离相机（视点）的距离
4．三维基本图形绘制函数
1）立方体绘制函数
voidglutWireCube（GLdoublesize）//线框模式
voidglutSolidCube（GLdoublesize）//实体模式
功能：
绘制一个边长为size的线框的或实心立方体，立方体的中心位于原点
2）小球绘制函数
．voidglutWireSphere（GLdoubleRadius,Glintslices,Glintstacks）
voidglutSolidSphere（GLdoubleRadius,Glintslices,Glintstacks）;
功能：
绘制一个半径为Radius的线框的的或实心小球，小球的中心点位于原点，slices:
为小球的经线数目，stacks为小球的纬线数目
3）茶壶绘制函数
voidglutWireTeapot（GLdoublesize）;
voidglutSolidTeapot（GLdoublesize）;
功能：
绘制一个半径为size的线框的或实心茶壶，茶壶的中心位于原点
参数说明：
参数size为茶壶的近似半径，以size为半径的球体可完全包容这个茶壶。
4）圆环绘制函数
．voidglutWireTorus（GLdoubleinnerRadius,GLdoubleouterRadius,Glintslices,Glintstacks）;
voidglutWireTorus（GLdoubleinnerRadius,GLdoubleouterRadius,Glintslices,Glintstacks）;
功能：
绘制一个半径为size的线框的的或实心圆环体，圆环体的中心位于原点，圆环的内径和外径由参数innerRadius,outerRadius指定
参数说明：
innerRadius:
圆环体的内径
outerRadius:
圆环体的外径
slices:
圆环体的经线数目
stacks:
圆环体的纬线数目
（二）Bezier曲线绘制
1）Bezier曲线绘制步骤：
1.DefiningBeziercurve
voidglMap1{fd}（GLenumtarget,TYPEu1,TYPEu2,GLintstride,GLintorder,constTYPE*points）;
●target:
指定控制点所描述的内容
●u1,u2：
曲线的参数范围（t），一般u1=0,u2=1;
●stride:
控制点之间的浮点数或双精度的个数
●order:
次数+1，即控制点的数目
●points:
指向控制点的指针
2.EnablingBeziercurveglEnable（GL_MAP1_VERTEX_3）;
3.Calculatingdatapoints
4.Linkinganddrawing
⏹求出Bezier曲线上的详细点
voidglEvalCoord1{fd}（TYPEu）
voidglEvalCoord1{fd}v（TYPE*u）
⏹画出Bezier曲线
glBegin（GL_LINE_STRIP）;
for（i=0;i<=100;i++）
glEvalCoord1f（（GLfloat）i/100.0）;
glEnd（）;
或
⏹voidglMapGrid{f,d}（GLintn,TYPEu1,TYPEu2）;
⏹voidglEvalMesh1（GLenummode,GLintp1,GLintp2）;
☐Mode的取值可以是GL_POINT或GL_LINE
⏹相当于glBegin（GL_LINE_STRIP）;
for（i=p1;i<=p2;i++）
glEvalCoord1f（u1+i*（u2-u1）/n）;
glEnd（）;
六、附属程序
（一）3D编程
1.3DCube.cpp静止立方体程序
#include
voiddisplay（）
{glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）;//清屏
glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;//矩阵模式设置
glLoadIdentity（）;//清空矩阵堆栈
gluLookAt（1.4,1.0,0.8,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0）;//设置视点
//gluLookAt（1,1.0,1.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0）;
glColor3f（1,0,0）;
//glutWireCube（0.5）;
glutSolidCube（0.5）;//绘制立方体，立方体中心在坐标原点
glColor3f（0,0,1）;
glutWireCube（0.5）;//绘制线框立方体，体现边框效果
glutSwapBuffers（）;
}
voidreshape（intw,inth）
{glViewport（0,0,w,h）;
glMatrixMode（GL_PROJECTION）;
glLoadIdentity（）;
glOrtho（-1,1,-1,1,0.5,2.5）;//定义三维观察体
glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;
glLoadIdentity（）;
}
voidinit（）
{glClearColor（0.0,0.0,0.0,0.0）;
glLineWidth（3）;
//glColor3f（1.0,1.0,1.0）;
}
intmain（intargc,char**argv）
{glutInit（&argc,argv）;
glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB）;
glutInitWindowSize（800,800）;
glutInitWindowPosition（0,0）;
glutCreateWindow（"cube"）;
glutReshapeFunc（reshape）;
glutDisplayFunc（display）;
init（）;
glutMainLoop（）;
}
2.3DCube2.exe旋转立方体参考程序
#include"math.h"
#include
intflag=0;
//GLfloatvertices[][3]={{-1.0,-1.0,1.0},{-1.0,1.0,1.0},{1.0,1.0,1.0},{1.0,-1.0,1.0},{-1.0,-1.0,-1.0},
//{-1.0,1.0,-1.0},{1.0,1.0,-1.0},{1.0,-1.0,-1.0}};
GLfloatvertices[][3]={{-1.0,-1.0,-1.0},{1.0,-1.0,-1.0},{1.0,1.0,-1.0},{-1.0,1.0,-1.0},{-1.0,-1.0,1.0},
{1.0,-1.0,1.0},{1.0,1.0,1.0},{-1.0,1.0,1.0}};
GLfloatcolors[][3]=
升级会员 