湖北工业大学计算机图形学实验代码及截图.docx

1、湖北工业大学计算机图形学实验代码及截图计算机图形学OpenGL实验指导书目录实验一：OpenGL基础知识 1实验二 OpenGL中的建模与变换 2实验三 OpenGL中的光照 5实验四 OpenGL中的拾取 8实验五 OpenGL中的纹理映射 11实验一：OpenGL基础知识一、实验目的1、建立Windows系统下的OpenGL实验框架。2、学习理解OpenGL工作流程。二、实验环境 硬件：每个学生需配备计算机一台。 软件：Visual C+； 三、实验内容1、建立非控制台的Windows程序框架。2、建立OpenGL框架。3、建立OpenGL框架的类文件。4、完善Windows框架。5、理解

2、程序间的相互关系。四、实验要求1、学习教材第2章的内容。2、理解教材中相关实例的代码，按要求添加到适当的地方，调试并通过运行。3、运行结果应该与教材中的相关实例相符。4、编译第2章的框架代码，修改背景色、窗口标题。五、程序设计提示（略）六、报告要求1认真书写实验报告，字迹清晰，格式规范。报告中应写清姓名、学号、实验日期、实验题目、实验目的、实验原理。2报告中应书写主要源程序，且源程序中要有注释。3报告中应包含运行结果及结果分析。如调试通过并得到预期的效果，请注明通过并粘贴运行效果图；如未调试通过或结果不正确，试分析原因。4报告最后包含实验总结和体会。实验二 OpenGL中的建模与变换一、实验目

3、的1学习配置OpenGL环境。2掌握在OpenGL中指定几何模型的方法。3. 掌握OpenGL中的透视投影和正投影的设置方法，学会诊断投影问题导致的显示异常。二、实验环境 硬件：每个学生需配备计算机一台。 软件：Visual C+； 三、实验内容1建立OpenGL编程环境（注：Windows自带gl和glu，还需要安装glut库文件。）(a)查看Windows自带的OpenGL文件。在文件夹c:windowssystem32下查看是否存在文件opengl32.dll和glu32.dll；在Visual Studio的安装目录Vc7PlatformSDKIncludegl下查看是否存在gl.h和

4、glu.h；在Vc7PlatformSDKLib下是否存在opengl32.lib和glu32.lib。(b)安装glut库。将文件glut.h复制到Visual Studio的安装目录 Vc7PlatformSDKIncludegl下；将文件glut32.lib复制到Vc7PlatformSDKLib下；将文件glut32.dll复制到c:windowssystem32下。2OpenGL几何建模(a)建立基本的几何图元，指定图元的颜色，对图元进行平移、旋转、缩放变换。基本几何图元包括：GL_LINES（线）、GL_LINE_STRIP（线带）、GL_LINE_LOOP（线环）、GL_TRIA

5、NGLES（三角形）、GL_TRIANGLE_STRIP（三角形带）、GL_TRIANGLE_FAN（三角形扇）、GL_QUADS（四边形）、GL_QUAD_STRIP（四边形带）、GL_POLYGON（多边形）。(b) 设置合适的投影参数，分别用透视投影和正投影显示步骤(a)中指定的几何图元。(c) 每按下鼠标左键一次，模型向右旋转一定角度。(d) 按下ESC键，退出程序。四、程序设计提示1. main函数功能：创建窗口；注册回调函数；主循环。int main(int argc, char* argv) glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode (

6、GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100); glutCreateWindow(”OpenGL中的建模与变换”); init (); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutKeyboardFunc(keyboard); glutMouseFunc(mouseFunc); glutMainLoop(); return 0;2. 初始化函数：功能：设置清除所用的颜色；指定着色模型。void

7、init(void) 3. 键盘响应函数：功能：按下ESC键时退出程序。void keyboard(unsigned char key, int x, int y)4. 鼠标响应函数功能：按下鼠标左键时，改变旋转角度（或平移量、缩放系数）。void mouseFunc(int button, int state, int x, int y)5. 显示函数：功能：指定几何模型；指定颜色；进行模型变换。void display(void) /清除颜色缓存 /指定颜色 /模型变换 /指定模型 /马上执行6. reshape函数功能：设置视口；窗口大小改变时，改变视域体，使窗口的宽高比与视域体的宽高比

8、保持一致。void reshape (int w, int h)7. 包含头文件，定义全局变量#include #include GLdouble angle = 0.0;GLdouble translation = 0.0;GLdouble scale = 1.0;五、思考题1在reshape函数中，窗口改变时如果不同时改变视域体的宽高比，会产生什么效果？2近裁剪面与物体相交时，会产生什么效果？六、报告要求1认真书写实验报告，字迹清晰，格式规范。报告中应写清姓名、学号、实验日期、实验题目、实验目的、实验原理。2报告中应书写主要源程序，且源程序中要有注释。3报告中应包含运行结果及结果分析。如调

9、试通过并得到预期的效果，请注明通过并粘贴运行效果图；如未调试通过或结果不正确，试分析原因。4报告最后包含实验总结和体会。实验三 OpenGL中的光照一、实验目的1理解光照模型。2掌握OpenGL中的光照编程方法。3. 学会诊断OpenGL中的光照效果异常。二、实验环境 硬件：每个学生需配备计算机一台。 软件：Windows操作系统+Visual C+； 三、实验内容1建模 利用glut函数指定两个球体模型，它们一左一右并列放置在原点两侧，设置合适的视域体进行观察。2定义光源属性定义两个光源，分别设置它们的环境光、漫反射光和镜面反射光分量，设置两个光源的位置分别位于左侧球体的左前方和右侧球体的右

10、前方；左侧的光源为红色，右侧的光源为绿色。3. 定义球体的材质4. 显示球体时，让左边的光源只照亮左边的球体，右边的光源只照亮右边的球体。5. 按下ESC键，退出程序。四、程序设计提示1. main函数功能：创建窗口；注册回调函数；主循环。int main(int argc, char* argv) glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH); glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100); g

11、lutCreateWindow (“OpenGL中的光照”); init (); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutKeyboardFunc(keyboard); glutMainLoop(); return 0;2. 初始化函数：功能：设置清除所用的颜色；指定着色模型；设置材质；初始化光源参数；打开光照；打开深度测试。void init(void) 3. 键盘响应函数：功能：按下ESC键时退出程序。void keyboard(unsigned char key, int x, int y)4.显示函数：功能：指定几

12、何模型；指定颜色；进行模型变换。void display(void) /清除颜色缓存 /打开灯光0，关闭灯光1 /向左平移 /指定左侧球体/打开灯光1，关闭灯光0/向右平移/指定右侧球体 /马上执行5. reshape函数功能：设置视口；窗口大小改变时，改变视域体，使窗口的宽高比与视域体的宽高比保持一致。void reshape (int w, int h)6. 包含头文件#include #include 五、思考题1若定义三个光源，光源0和光源1照在左侧球体上，光源1和光源2照在右侧球体上，如何实现？2在OpenGL中，要使光照效果正常，需要指定模型的法向量。在本实验中利用glut函数显示

13、球体时，没有指定球体的法向量，你在实验中是否得到了正确的光照效果？请分析原因。六、报告要求1认真书写实验报告，字迹清晰，格式规范。报告中应写清姓名、学号、实验日期、实验题目、实验目的、实验原理。2报告中应书写主要源程序，且源程序中要有注释。3报告中应包含运行结果及结果分析。如调试通过并得到预期的效果，请注明通过并粘贴运行效果图；如未调试通过或结果不正确，试分析原因。4报告最后包含实验总结和体会。实验四 OpenGL中的拾取一、实验目的1理解OpenGL中的交互式编程方法。2掌握OpenGL中拾取的实现。二、实验环境 硬件：每个学生需配备计算机一台。 软件：Windows操作系统+Visual

14、C+。 三、实验内容1建模 利用glut函数定义两个球体模型，它们一左一右并列放置在原点两侧，设置合适的视域体进行观察。2拾取 将拾取函数作为鼠标响应的回调函数。在拾取函数中，建立拾取矩阵，在鼠标附近33的区域内选择对象，在鼠标左键按下时，判断哪一个球体被选中，还是都未被选中，并将选择缓存中的内容打印到屏幕上。3. 设置颜色左边球体未被选中时显示为红色，右边球体未被选中时显示为绿色，当其中任意一个被选中时，则以白色显示被选中的球体。4. 按下ESC键，退出程序。四、程序设计提示1. main函数功能：创建窗口；注册回调函数；主循环。int main(int argc, char *argv)g

15、lutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);glutInitWindowSize (500, 500);glutInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow(“OpenGL中的拾取”);init();glutReshapeFunc(reshape);glutDisplayFunc(display);glutMouseFunc(pickRects);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMainLoop();ret

16、urn 0; 2. 初始化函数：功能：设置清除所用的颜色；打开深度测试；指定着色模型。void init(void) 3.鼠标响应函数功能：按下鼠标左键时，在鼠标附近33的区域内进行拾取。如果选中左边的球体则select = 1，如果选中右边的球体则令select = 2，如果两个球体都未被选中，则select = 0。void pickRects (int button, int state, int x, int y)4. 显示函数：功能：指定几何模型；指定颜色；如果当前处于“选择模式”，则设置合适的名称栈。void display(void)5. reshape函数功能：设置视口；设置视

17、域体。void reshape (int w, int h)6. 键盘响应函数功能：按下ESC键时退出程序。void keyboard(unsigned char key, int x, int y)7. 包含头文件，定义全局变量#include #include #include Glint select = 0; 其中select用来标记选中哪一个物体，选中左边的球体时select = 1，选中右边的球体时select = 2，当两者都未被选中时select = 0。五、思考题1如果在拾取时有多个物体被选中，怎样判断哪个物体处于最上面？2一个命中记录中的最小和最大深度值代表什么意义，怎样取

18、出它们的值？六、报告要求1认真书写实验报告，字迹清晰，格式规范。报告中应写清姓名、学号、实验日期、实验题目、实验目的、实验原理。2报告中应书写主要源程序，且源程序中要有注释。3报告中应包含运行结果及结果分析。如调试通过并得到预期的效果，请注明通过并粘贴运行效果图；如未调试通过或结果不正确，试分析原因。4报告最后包含实验总结和体会。实验五 OpenGL中的纹理映射一、实验目的1理解纹理映射的基本原理。2掌握OpenGL中定义纹理映射的方法。3. 学会诊断OpenGL中的纹理映射出现的异常。二、实验环境 硬件：每个学生需配备计算机一台。 软件：Windows操作系统+Visual C+； 三、实验

19、内容1构造栅格图像 建立一幅6464像素的RGBA模式的图像，将R、G、B、A四个分量的值保存在一个64644的三维数组里，其中A为通道，图像如图1所示。 图1 图22建模利用glBegin(GL_QUADS)函数定义两个矩形，一左一右放置，并设置合适的视域体进行观察。3. 将步骤1所生成的图像作为纹理，映射到步骤2所定义的两个矩形上，指定合适的纹理坐标，使得左边的矩形绘制得到的图像与图1一致，右边的矩形绘制结果如图2所示。 4. 按下ESC键，退出程序。四、程序设计提示1. main函数功能：创建窗口；注册回调函数；主循环。int main(int argc, char* argv)glut

20、Init(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);glutInitWindowSize(500, 500);glutInitWindowPosition(100, 100);glutCreateWindow(OpenGL中的纹理映射);init();glutReshapeFunc(reshape);glutDisplayFunc(display);glutKeyboardFunc (keyboard);glutMainLoop();return 0; 2. 初始化函数：功能：设置清除所用的颜色；

21、指定着色模型；打开深度测试；构造栅格图像；创建纹理；打开纹理映射。void init(void) 3. 键盘响应函数：功能：按下ESC键时退出程序。void keyboard(unsigned char key, int x, int y)4. 显示函数：功能：定义几何模型；绑定纹理；指定纹理坐标和几何坐标。void display(void) /清除颜色缓存和深度缓存 /绑定纹理 /指定模型顶点的纹理坐标和几何坐标 /马上执行6. reshape函数功能：设置视口；窗口大小改变时，改变视域体，使窗口的宽高比与视域体的宽高比保持一致。void reshape (int w, int h)7.

22、包含头文件，定义全局变量#define ImageWidth 64#define ImageHeight 64static GLubyte ImageImageHeightImageWidth4;static GLuint texName;其中，ImageWidth为图像宽度，ImageHeight 为图像高度，Image为图像数据，texName为纹理名称。五、思考题如何给不同的物体映射不同的纹理图像？六、报告要求1认真书写实验报告，字迹清晰，格式规范。报告中应写清姓名、学号、实验日期、实验题目、实验目的、实验原理。2报告中应书写主要源程序，且源程序中要有注释。3报告中应包含运行结果及结果分

23、析。如调试通过并得到预期的效果，请注明通过并粘贴运行效果图；如未调试通过或结果不正确，试分析原因。4报告最后包含实验总结和体会。实验2：代码：#include #include GLdouble angle = 10.0;void display() glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glBegin(GL_POLYGON); glVertex2d(-0.5,-0.5); glVertex2d(-0.5,0.5); glVertex2d(0.5,0.5); glVertex2d(0.5,-0.5); glEnd()

24、; glFlush(); void mouseFunc(int button,int state,int x,int y) /旋转 if(state=GLUT_DOWN & button=GLUT_LEFT_BUTTON) glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); if(angle360) angle+=10; else angle-=360; glRotatef(angle,1,1,2); glutPostRedisplay(); void keyboard(unsigned char key,int x,int y) if(key=27)

25、exit(-1); void init() glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0); glColor3f(1.0,0.0,0.0);void reshape(int w,int h) glViewport(0,0,w,h);int main(int argc,char *argv) glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100); glutCreateWin

26、dow(OpenGL中的建模与变换); init (); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutKeyboardFunc(keyboard); glutMouseFunc(mouseFunc); glutMainLoop(); return 0;截图：点击旋转：体会：主要是我们在进行变换的时候，要注意glMatrixMode的设置，在进行投影变换的时候要设置为GL_PROJECTION,而当图形变换的时候要设置为GL_MODELVIEW模式。实验3：代码：#include #include void display()

27、glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glColor3f(1.0,1.0,1.0); glEnable(GL_LIGHT0); glDisable(GL_LIGHT1); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glTranslatef(-0.5,0,0); glutSolidSphere(0.3,20,22); glLoadIdentity(); glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_LIGHT1); glTranslatef(0.5,0,0); g

28、lutSolidSphere(0.3,20,22); glutSwapBuffers();void keyboard(unsigned char key,int x,int y) if(key=27) exit(-1); void init() glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0); GLfloat position04=-10,10,-10,1; GLfloat ambient04=1,0,0,1; glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,position0); glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,ambient0);

29、GLfloat position14=10,10,-10,1; GLfloat ambient14=0,1,0,1; glLightfv(GL_LIGHT1,GL_POSITION,position1); glLightfv(GL_LIGHT1,GL_AMBIENT,ambient1); glEnable(GL_LIGHTING); glEnable(GL_DEPTH_TEST);void reshape(int w,int h) glViewport(0,0,w,h);int main(int argc,char *argv) glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE |