杭州电子科技大学《实时三维图形绘制》OpenGL大作业实验报告.docx

1、杭州电子科技大学实时三维图形绘制OpenGL大作业实验报告实时三维图形绘制实验报告基于粒子系统的雪花场景模拟一、实验目的通过一学期对实时三维图形绘制的学习，在熟练掌握OpenGL理论的前提下，动手实践，将课本知识转化为实际应用。二、实验要求编程实现绘制OpenGL场景并可交互式操作，体现课堂所学内容。三、实验内容1、搭建OpenGL程序框架首先在VS2015中新建项目，在该项目中建立3个主要的类：GLWindow、Keys和GLApplication，其中GLWindow类负责窗口属性的设置，包括建立、更新、删除窗口等操作。Keys类负责读取键盘的输入，这样才能实现交互的要求。GLApplic

2、ation类负责建立我们的应用程序，包括初始化、更新、绘制图形等操作。（1）窗口类GLWindow的设计在新建项目中添加类GLWindow，它包括程序主窗口的属性，以及建立、改变和删除窗口的方法（具体程序见代码）。/* windows窗口类 */class GLWindow public: /* 构造函数 */ GLWindow(); /* 创建windows窗口 */ bool Create(const char * window_title, const char * class_name, bool fullscreen,HINSTANCE h_instance, LPVOID lpPa

3、ram); /* 删除OpenGL窗口 */ void Destroy(); /* 改变窗口的显示设置 */ bool ChangeScreenSetting(); /* 当窗口大小改变时，通知OpenGL调整大小 */ void ReshapeGL(); /* Swap Buffers (Double Buffering) */ void SwapBuffers() :SwapBuffers(m_hDC); /* 设置窗口左上角的位置 */ void SetPosX(int x); void SetPosX(unsigned short x) SetPosX(signed short)x);

4、 void SetPosY(int y); void SetPosY(unsigned short y) SetPosY(signed short)y); /* 返回窗口的大小 */ int GetWidth(); int GetHeight(); /* 设置窗口的大小 */ void SetWidth(int width); void SetHeight(int height); /* 返回窗口左上角的位置 */ int GetPosX(); int GetPosY(); /* 设置窗口的颜色位深 */ void SetHiColor() m_BitsPerPixel = 16; void

5、SetTrueColor() m_BitsPerPixel = 32; /* 重载运算符，可以让GL_Window m_Window声明后的m_Window作为窗口句柄使用 */ operator HWND() return m_hWnd; private: HWND m_hWnd; /* 窗口句柄 */ HDC m_hDC; /* 设备描述表 */ HGLRC m_hRC; /* OpenGL渲染描述表 */ int m_WindowPosX; /* 窗口的左上角的X位置 */ int m_WindowPosY; /* 窗口的左上角的Y位置 */ int m_WindowWidth; /*

6、窗口的宽度 */ int m_WindowHeight; /* 窗口的高度 */ int m_ScreenWidth; /* 全屏的宽度 */ int m_ScreenHeight; /* 全屏的高度 */ int m_BitsPerPixel; /* 颜色位深 */ bool m_IsFullScreen; /* 是否全屏 */;（2）键盘类Keys的设计定义键盘类Keys对我们的按键信息进行记录，用于程序达到交互的目的。/* 定义键盘类 */class Keys public: /* 构造函数 */ Keys() Clear(); /* 清空所有的按键信息 */ void Clear()

7、ZeroMemory(&m_KeyDown, sizeof(m_KeyDown); /* 判断某个键是否按下 */ bool IsPressed(unsigned int key) return (key MAX_KEYS) ? (m_KeyDownkey = true) : false; /* 设置某个键被按下 */ void SetPressed(unsigned int key) if (key MAX_KEYS) m_KeyDownkey = true; /* 设置某个键被释放 */ void SetReleased(unsigned int key) if (key MAX_KEYS

8、) m_KeyDownkey = false; private: static const unsigned int MAX_KEYS = 256; bool m_KeyDownMAX_KEYS; /* 保存256个按键的状态 */;（3）应用程序类GLApplication的设计类GLApplication为我们的应用程序提供统一的接口，当我们实现不同的程序时不用再从头开始，只要实现其对应的接口方法即可。/* 基本的程序类，继承它用来创建OpenGL程序 */class GLApplication public: /* 创建一个全局的Create函数，这个函数必须被继承类实现 */ stat

9、ic GLApplication * Create(const char * class_name); /* 创建你自己的子类 */ /* 虚析构函数 */ virtual GLApplication() ;protected: /* 下面的函数必须被继承类实现，完成基本的OpenGL渲染过程 */ virtual bool Init() = 0; /* OpenGL的初始化 */ virtual void Uninit() = 0; /* OpenGL的卸载 */ virtual void Update(DWORD milliseconds) = 0; /* 执行OpenGL程序的更新 */

10、 virtual void Draw() = 0; /* 绘制OpenGL场景 */ /* 通用的函数 */ void ToggleFullscreen(); /* 切换 全屏/窗口模式 */ void TerminateApplication(); /* 结束程序 */ void ResizeDraw(bool enable) m_ResizeDraw = enable; /* 设置在窗口改变大小的时候，可以绘制 */ Keys m_Keys; /* 按键类 */ /* 构造函数 */ GLApplication(const char * class_name); private: /* 程

11、序的主循环 */ friend int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow); int Main(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow); /* 消息处理回调函数 */ friend LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam

12、); LRESULT Message(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam); static const UINT WM_TOGGLEFULLSCREEN = (WM_USER + 1); /* 自定义消息，在切换窗口模式的时候发送 */ GLWindow m_Window; /* Window类 */ const char* m_ClassName; /* 程序名 */ bool m_IsProgramLooping; /* 程序循环标记，如果为false，则退出程序 */ bool m_CreateFullScreen; /*

13、 若为true，则创建全屏模式 */ bool m_IsVisible; /* 窗口是否可见 */ bool m_ResizeDraw; /* 是否在改变大小时，调用了绘制函数 */ DWORD m_LastTickCount; /* 上一次计时器的值 */;2、纹理贴图（1）BMP位图文件的载入BMP格式是windows采用的常见的图像文件存储格式。定义位图类CBMPLoader，实现位图文件的载入。/* 位图载入类 */class CBMPLoader public: CBMPLoader(); CBMPLoader(); bool LoadBitmap(const char *filen

14、ame); /* 装载一个bmp文件 */ void FreeImage(); /* 释放图像数据 */ bool Load(const char* fileName); /* 载入位图并创建纹理 */ unsigned int ID; /* 生成纹理的ID号 */ int imageWidth; /* 图像宽度 */ int imageHeight; /* 图像高度 */ unsigned char *image; /* 指向图像数据的指针 */;（2）绘制场景并纹理贴图绘制正方体和球体，并贴图。/* 绘制球体 */void SnowDemo:DrawSphere() glPushMatrix(); glTranslatef(3.0f, 0.0f, -10.0f); glRotatef(rot, 1.0f