实验六3d编程及bezier曲线绘制Word文档下载推荐.docx

1、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 void gluLookAt（GLdouble eyex, GLdouble eyey,GLdouble eyez,GLdouble atx,GLdouble aty,GLdoub

2、le atz,GLdouble upx,GLdouble upy,GLdouble upz） 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 目的点：atx,aty,atz 相机向上方向：upx,upy,upz 假设不引用该函数，那么 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 . void glOrtho（GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,GLdo

3、uble top,GLdouble near,GLdouble far），建立正交投影矩阵，定义一个正平行观察体。间隔 从相机位置处测量。rightleft,topbottom,farnearOpenGL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。假设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void gluPerspective（GLdouble fov,GLdouble aspect, GLdouble near,GLdouble far），定义一个透视矩阵作用于当前矩阵 fov-

4、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-view angle） 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）的间隔 4三维根本图形绘制函数1立方体绘制函数void glutWireCube（GLdouble size） /线框形式void glutSolidCube（GLdouble size） /实体形式 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void glutWireSphere（GLdouble Radius, Glint slices,Glint stacks）

5、void glutSolidSphere（GLdouble Radius, Glint slices,Glint stacks）;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void glutWireTeapot（GLdouble size）; void glutSolidTeapot（GLdouble size）;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void glutW

6、ireTorus（GLdouble innerRadius, GLdouble outerRadius,Glint slices,Glint stacks）;void glutWireTorus（GLdouble innerRadius, GLdouble outerRadius,Glint slices,Glint stacks）;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innerRadius: 圆环体的内径outerRadius: 圆环体的外径 slices: 圆环体的经线数目 stack

7、s: 圆环体的纬线数目二Bezier曲线绘制1Bezier曲线绘制步骤：1.Defining Bezier curvevoid glMap1fd （GLenum target, TYPE u1, TYPE u2, GLint stride, GLint order, const TYPE *points）;target: 指定控制点所描绘的内容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.Enabling Bezier curve glEnable（GL_

8、MAP1_VERTEX_3）;3.Calculating data points4.Linking and drawing求出Bezier曲线上的详细点 void glEvalCoord1fd （TYPE u） void glEvalCoord1fdv （TYPE *u）画出Bezier曲线 glBegin（GL_LINE_STRIP）; for （i = 0; i = 100; i+） glEvalCoord1f（GLfloat） i/100.0）; glEnd（）;或void glMapGridf,d （GLint n,TYPE u1,TYPE u2）;void glEvalMesh1 （

9、GLenum mode,GLint p1, GLint p2）;Mode的取值可以是GL_POINT或GL_LINE 相当于glBegin（GL_LINE_STRIP）; for （i = p1;= p2; glEvalCoord1f（u1+i*（u2-u1）/n）;六、附属程序1.3D Cube.cpp 静止立方体程序#include void display（） glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）; /清屏 glMatrixMode（GL_MODELVIEW）; /矩阵形式设置 glLoadIdentity（）; /清空矩阵堆栈 gluLookAt（1.4,1.0,0

10、.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，表达边框效果 glutSwapBuffers（）; void reshape（int w,int h） glViewport（0,0,w,h）; glMatrixMode（GL_PROJE

11、CTION）; glOrtho（-1,1,-1,1,2.5）; /定义三维观察体void init（） glClearColor（0.0,0.0,0.0,0.0）; glLineWidth（3）; /glColor3f（1.0,1.0,1.0）; int main（int argc, char* argv） glutInit（&argc,argv）; glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB）; glutInitWindowSize（800,800）; glutInitWindowPosition（0,0）; glutCreateWindow（cube）

12、; glutReshapeFunc（reshape）; glutDisplayFunc（display）; init（）; glutMainLoop（）;2.3D Cube2.exe 旋转立方体参考程序#include math.hint flag=0;/GLfloat vertices3=-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;GLfloat vertices3=-1.0,-1.0,-1.0,1.0,-1.0,-1.

13、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;GLfloat colors3=1.0,0.0,0.0,0.0,1.0,1.0,1.0,1.0,0.0,0.0,1.0,0.0,0.0,0.0,1.0,1.0,0.0,1.0,0.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0; glPolygonMode（GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL）; glEnable（GL_DEPTH_TEST）;void polygon（int a,int b,int c,int d） /*

14、 draw a polygon via list of vertices */ if （flag=0） glBegin（GL_POLYGON）; glColor3fv（colorsa）; glVertex3fv（verticesa）; glColor3fv（colorsb）; glVertex3fv（verticesb）; glColor3fv（colorsc）; glVertex3fv（verticesc）; glColor3fv（colorsd）; glVertex3fv（verticesd）; else glColor3f（0,0,0）; glBegin（GL_POLYGON）;void

15、 colorcube（void） /* map vertices to faces */ polygon（0,3,2,1）; polygon（2,3,7,6）; polygon（0,4,7,3）; polygon（1,2,6,5）; polygon（4,5,6,7）; polygon（0,1,5,4）;static GLfloat theta=0.0,0.0,0.0;static GLint axis=2; / glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）; glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）; gluLookAt（3,

16、3,3,0,0,0,0,1,0）; glRotatef（theta0,1.0,0.0,0.0）; glRotatef（theta1,0.0,1.0,0.0）; glRotatef（theta2,0.0,0.0,1.0）; flag=0; colorcube（）; /绘制彩色立方体 glPolygonMode（GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE）; flag=1; void spinCube（）1; if （thetaaxis360.0） thetaaxis-=360.0; glutPostRedisplay（）; void mouse（int btn, int state,in

17、t x, int y） if （btn=GLUT_LEFT_BUTTON & state=GLUT_DOWN） axis=0; if （btn=GLUT_MIDDLE_BUTTON & state=GLUT_DOWN） axis=1; if （btn=GLUT_RIGHT_BUTTON & state=GLUT_DOWN） axis=2; glViewport（0,0,w,h）; /定义正交投影观察体 if （w=h） glOrtho（-2.0,2.0,-2.0*（GLfloat）h/（GLfloat）w,2.0*（GLfloat）h/（GLfloat）w,1.0,20.0）; glOrtho

18、（-2.0*（GLfloat）w/（GLfloat）h,2.0*（GLfloat）w/（GLfloat）h,-2.0,2.0,1.0,20.0）; /gluPerspective（120,w/h,1,60）; /定义透视投影投影观察体 void main（int argc, char* argv） glutInit（& / glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB|GLUT_DETH）; glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB|GLUT_DEPTH）;colorcube glutIdleFunc（spinCube

19、）; glutMouseFunc（mouse）;bezierCurve.cpp /Bezier曲线绘制程序/ The number of control points for this curveGLint nNumPoints = 4; /control point group1GLfloat ctrlPoints43= -4.0f, 0.0f, 0.0f, / End Point -6.0f, 4.0f, 0.0f, / Control Point 6.0f, -4.0f, 0.0f, / Control Point 4.0f, 0.0f, 0.0f ; / End Pointvoid C

20、hangeSize（int w, int h）;void DrawPoints（void）;void RenderScene（void）;void SetupRC（）;int main（int argc, char *argv） glutInit（&argc, argv）; /初始化GLUT库； glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB）; /设置显示形式；缓冲，颜色类型 glutInitWindowSize（500, 500）; glutInitWindowPosition（1024 / 2 - 250, 768 / 2 - 250）;Bezier

21、 Curve /创立窗口，标题为“Rotating 3D World； glutReshapeFunc（ChangeSize）; SetupRC（）; glutDisplayFunc（RenderScene）; /用于绘制当前窗口； /表示开始运行程序，用于程序的结尾； return 0;void DrawPoints（void） int i; / Counting variable / Set point size larger to make more visible glPointSize（5.0f）; / Loop through all control points for this

22、 example glBegin（GL_POINTS）; for（i = 0; nNumPoints; i+） glVertex2fv（ctrlPointsi）;/ Called to draw scenevoid RenderScene（void） / Clear the window with current clearing color glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT）; / Sets up the bezier / This actually only needs to be called once and could go in / the setup fun

23、ction glMap1f（GL_MAP1_VERTEX_3, / Type of data generated 0.0f, / Lower u range 100.0f, / Upper u range 3, / Distance between points in the data nNumPoints, / number of control points &ctrlPoints00）; / array of control points / Enable the evaluator glEnable（GL_MAP1_VERTEX_3）; / Use a line strip to co

24、nnect-the-dots for（i = 0; / Evaluate the curve at this point glEvalCoord1f（GLfloat） i）; / Use higher level functions to map to a grid, then evaluate the / entire thing. / Put these two functions in to replace above loop / Map a grid of 100 points from 0 to 100 /glMapGrid1d（100,0.0,100.0）; / Evaluate the grid, using lines /glEvalMesh1（GL_LINE,0,100）; / Draw the Control Points DrawPoints（）; / Flush drawing commands/ This function does any needed initialization on the rendering/ context. void SetupRC（） / Clear Window to white glClearColor（1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f ）; /