计算机图形学课程设计报告书Word文档格式.docx

1、Visual Studio 20123.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

2、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gl

3、Vertex3f（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void specialKeyBoard（int key,int x,int y

4、）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

5、纹理贴图过程载入位图图像：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 return NULL; /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 return auxDIBImageLoadA（Filename）; /载入位图并返回指针 return NULL; /如果载入失败，返回 NULL位图转化成纹理：int Loa

6、dGLTextures（） /载入位图（调用上面的代码）并转换成纹理 int Status= FALSE; /状态指示器 AUX_RGBImageRec *TextureImage2; /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 （TextureImage0=LoadBMP（Data/wenli.bmp）&（TextureImage1=LoadBMP（Data/wenli2.bmp） Status= TRUE; /将Status设为TRUE glGenText

7、ures（2, &texture0）; /创建纹理 for（int loop=0;loopsizeX, TextureImageloop-sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImageloop-data）;/生成纹理 for （int loop=0; loopdata!=NULL） /纹理图像是否存在 free（TextureImageloop- /释放纹理图像占用存 free（TextureImageloop）; /释放图像结构 return Status; /返回 Status调用纹理glBindTexture（GL_TEXTURE_2D,

8、 texture0）; /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.

9、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：glGenTextures（2, &texture0）：创建纹理对象glBindTexture（GL_TEXTURE_2D,textureloop）：绑定纹理对象glTexImage2D（GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImageloop-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

10、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

11、_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。（

12、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Ope

13、nGL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：#includestdlib.h#include math

14、.hGL/GLAUX.Hgl/gl.h#pragma comment（ lib, opengl32.lib） glu32.lib） glaux.lib）float delta_v=0.0;float r=1.0,g=1.0,b=0.0;float r1=0.0,g1=0.0,b1=0.0;float P16;float M16;static GLfloat xRot = 0.0f;static GLfloat yRot = 0.0f;static float elbow = 0 ,z=0;/光线及材质的定义GLfloat global_ambient=0.1,0.1,0.1,0.1; /总体环

15、境光设置GLfloat light_ambient=0.0, 0.0, 0.0, 1.0; /环境光，通常定义在光源中GLfloat light_diffuse=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; /漫反射光（Diffuse Light）GLfloat light_specular=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; /和镜面反射光（Specular Light）。GLfloat light_position=20.0, 20.0, 20.0, 0.0; /光源位置GLfloat mat_specular1=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; /镜面反射光材质材质GLfloat m

16、at_diffuse1=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; /漫反射光材质GLfloat mat_ambient1=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; /环境光材质GLfloat mat_shininess1=10.0; /镜面反射指数GLfloat vertices 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;GLfloat fogcolor=0.5f,0.7f,0.5f,1.0f;GLuint texture2; /存储2个纹理/设置滤波模式 for （int

17、 loop=0;void menu（int id） /设置一个右键菜单功能 switch（id） case （1）: exit（0）; break; glutPostRedisplay（）;void color_car_body_menu（int id）/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;void color_ca

18、r_wheel_menu（int id）/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void runway（） 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4n3、4n2、4n1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, 10

19、0.0f）; /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

20、 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void quad（int a,int b, int c, int d） /GL_QUADS：顶点4n3、4n2、4n1和4n定义了第n个四边形。总共绘制N/4个四边形 glVertex3fv（verticesa）; glVertex3fv（verticesb）; glVertex3fv（verticesc）; glVertex3fv（verticesd）;void car_body（） glCol