计算机图形学实验报告.docx

1、计算机图形学实验报告计算机图形学实验报告姓名： 学号： 班级： 时间： 2016年12月 实验一 OpenGL 编程与图形绘制1 实验目的了解 OpenGL 编程，并熟悉 OpenGL 的主要功能、绘制流程和基本语法。学会配置OpenGL 环境，并在该环境中编程绘图。2 实验内容OpenGL 的主要功能：模型绘制、模型观察、颜色模式、光照应用、图像效果增强、位 图和图像处理、纹理映射、实时动画和交互技术。OpenGL 的绘制流程分为两个方面：一个完整的窗口系统的 OpenGL 图形处理系统的 结构为：最底层为图形硬件，第二层为操作系统，第三层为窗口系统，第四层为 OpenGL ， 最上面的层为

2、应用软件； OpenGL 命令将被放在一个命令缓冲区中， 这样命令缓冲区中包含 了大量的命令、 顶点数据和纹理数据。 当缓冲区被清空时， 缓冲区中的命令和数据都将传递 给流水线的下一个阶段。OpenGL 的基本语法中相关库有： OpenGL 核心库： gl、 OpenGL 实用程序库： glu 、 OpenG 编程辅助库： aux 、OpenGL 实用程序工具包 ( OpenGL utility toolkit ，GLUT )：glut 、 Windows 专用库： wgl 。OpenGL 的基本语法中命名规则为： OpenGL 函数都遵循一个命名约定，即采用以下 格式： 。了解了上述基础知识

3、后， 配置好 OpenGL 环境，然后在该环境中编程练习图形的绘制， 本次实验主要是对点的绘制、直线的绘制和多边形面的绘制 。3 实验代码及结果3.1 点的绘制：#includevoid Initial(void)glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); / 设置窗口背景颜色为白色glMatrixMode(GL_PROJECTION); / 指定设置投影参数gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); /设置投影参数void Display(void)glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);/用当前背景颜色填充窗口glColor

4、3f(1.0f,0.0f,0.0f); / 设置当前的绘图颜色为红/ glRectf(50.0f,100.0f,150.0f,50.0f); / 绘制一个矩形glPointSize(10); /三个点glBegin(GL_POINTS);glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);glVertex2i(2,148);glVertex2i(100,75);glVertex2i(198,2);glEnd();glFlush(); /清空 OpenGL 命令缓冲区， 执行 OpenGL 程序int main(int argc,char*argv)glutInit(&argc,argv); g

5、lutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowSize(400,300);glutInitWindowPosition(100,120);glutCreateWindow(矩形 );glutDisplayFunc(Display);/初始化窗口的显示模式/设置窗口的尺寸/设置窗口位置/创建一个名为矩形的窗口/设置当前窗口的显示回调函数/完成窗口初始化Initial();return 0;运行结果:3.2直线的绘制：#in cludevoid In itial(void)glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.

6、0f); / 设置窗口背景颜色为白色glMatrixMode(GL_PROJECTION); / 指定设置投影参数gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); 设置投影参数void Display(void)glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); /用当前背景颜色填充窗口glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); / 设置当前的绘图颜色为红色/ glRectf(50.0f,100.0f,150.0f,50.0f); / 绘制一个矩形glBegin(GL_LINE_LOOP); / 五角星glVertex2i(10,10);glVertex2i(

7、30,35);glVertex2i(50,10);glVertex2i(5,25);glVertex2i(55,25);glEnd();glFlush(); /清空int main(int argc,char*argv)glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);glutInitWindowSize(400,300);glutInitWindowPosition(100,120);glutCreateWindow(矩形 );OpenGL 命令缓冲区， 执行 OpenGL 程序/初始化窗口的显示模式/设置窗口的尺寸

8、/设置窗口位置/创建一个名为矩形的窗口/设置当前窗口的显示回调函数glutDisplayFunc(Display);return 0;运行结果:3.3多边形面的绘制:#in cludevoid In itial(void)glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); / 设置窗口背景颜色为白色glMatrixMode(GL_PROJECTION); / 指定设置投影参数gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); 设置投影参数glutMai nLoop();/完成窗口 GLUT事件处理循环void Display(void)glClear(GL_CO

9、LOR_BUFFER_BIT); /用当前背景颜色填充窗口glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); / 设置当前的绘图颜色为红色/ glRectf(50.0f,100.0f,150.0f,50.0f); / 绘制一个矩形glBegin(GL_TRIANGLES); /等边三角形glVertex2f(0.0,0.0);glVertex2f(15,25.95);glVertex2f(30,0);glEnd();/清空 OpenGL 命令缓冲区， 执行 OpenGL 程序glFlush();int main(int argc,char*argv)/初始化窗口的显示模式/设置窗口的尺寸/设

10、置窗口位置/创建一个名为矩形的窗口/设置当前窗口的显示回调函数/完成窗口初始化glutInit(&argc,argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowSize(400,300);glutInitWindowPosition(100,120);glutCreateWindow(矩形 );glutDisplayFunc(Display);Initial();return 0;运行结果:睡 1叵X实验二直线绘制实验1.实验目的为了进一步熟悉OpenGL编程，了解基本图形生成算法中的直线绘制，学会直线绘制算法中最常用

11、的三种算法：数值微分法、中点画线算法和 Bresenham算法。2.实验内容（一）数值微分法P0(X0,Y0)和数值微分法直接从直线的微分方程生成直线。给定直线的两端点:P1(X1,Y1) ，得到直线的微分方程 dy/dx= y/ x=(Y1-Y0)/(X1-X0)=k数值微分算法的原理是，由于直线的一阶导数是连续的，而且 x和是成比例的，因此通过在当前位置(Xi，Yi)分别加上两个小增量x和&( &为无穷小的正数)来求下一点 ( X(i+1),Y(i+1) )的 x， y 坐标。(二)中点画线算法给定直线的两端点：P0(X0,Y0) 和 P1(X1,Y1) ，可得到直线方程 F(x,y)=y

12、-kx-b=0 且 k= x=(Y1-Y0)/(X1-X0)。绘图过程如下：0输入直线的两端点 PO(XO,YO)和P1(X1,Y1)。计算初始值 x, A(,d= &-2 /,x=XO,y=YO.绘制点(x,y)。判断d的符号，若d0,则(x,y)更新为(x+1,y+1),同样将e更新为e-2;否则(x,y)更新为(x+1,y) o05 .当直线没有画完时，重复步骤0 3和04；否则结束。3.实验代码及结果3.1 数值微分算法编程绘制直线代码：#include#includevoid Initial(void)glClearColor(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); / 设置窗口

13、背景颜色为白色 glMatrixMode(GL_PROJECTION); / 指定设置投影参数 gluOrtho2D(0.0,200.0,0.0,150.0); /设置投影参数void Display(void)glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); /用当前背景颜色填充窗口glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); / 设置当前的绘图颜色为红色glBegin(GL_LINES);int x0=10;int y0=20;int x1=30;int y1=40;int color=10;int dx,dy,epsl,k;float x,y,xIncre,yIncre;dx=x1-x0;dy=y1-y0;x=x0;y=y0; /if(abs(dx)abs(dy)epsl=abs(dx);else epsl=abs(dy);xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;k=epsl;k+)glVertex2i(int(x+0.5),(int)(y+0.5);x+=xIncre;y+=yIncre;glEnd();glFlush(); /清空 OpenGL 命令缓冲区， 执行 OpenGL 程序int main(int argc,char