实验一OPENGL基本图形绘制.docx

1、实验一OPENGL基本图形绘制实验一OpenGL基本图形绘制一、实验目的和要求：1、了解三维图形编程机制以及OpenGL三维图形绘制的程序结构；2、通过编程实现简单三维图形的绘制；3、掌握三维图形显示原理。二、实验内容：1、 使用VisualC+6.0和OpenGL编写一个简单的三维程序。2、 建议有能力的学生进一步学习OpenGL的复杂功能创建效果更好的三维图形；三、实验步骤：1、 初步了解OpenGL的功能以及语法特点；2、 下载glut包，复制glut32.dll到winnt/system32文件夹下，复制glut32.lib到vc98/lib文件夹下，复制glut.h到vc98/inc

2、lude/gl文件夹下；3、 创建VC工程：选择菜单File中的New选项，弹出一个分页的对话框，选中页Projects中的Win32ConsoleApplication项，然后填入你自己的Projectname，如Test，回车即可。VC为你创建一个工作区（WorkSpace），你的项目Test就放在这个工作区里；4、 为项目添加文件：为了使用OpenGL，我们需要在项目中加入三个相关的Lib文件：glu32.lib、glut32.lib、opengl32.lib，这三个文件位于VC安装目录下的lib目录（如c:programfilesdevstudiovclib）中。选中菜单Project

3、-AddToProject-Files项（或用鼠标右键），把这三个文件加入项目，在FileView中会有显示。这三个文件请务必加入，否则编译时会出错。或者将这三个文件名添加到Project-Setting-Link-Object/libraryModules即可。点击工具条中NewTextFile按钮，新建一个文本文件，存盘为Test.c作为你的源程序文件，再把它加入到项目中，然后就可以开始编程了；5、 请将下面的程序写入源文件Test.c；#include#includeconstintn=60;constGLfloatR=0.2f;constGLfloatPi=3.1415926536f;

4、voidmyDisplay(void) inti; glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); /glShadeModel(GL_FLAT); /glShadeModel(GL_SMOOTH); /点 glPointSize(2.0); glBegin(GL_POINTS); glVertex2f(0.0f,0.0f); glEnd(); /由闭合折线组成的圆 glBegin(GL_LINE_LOOP); glColor3f(1.0,1.0,0.0); for(i=0;iAddToProject-Files项（或用鼠标右键），把这三个文件加入项目，在FileView中会有显示。

5、这三个文件请务必加入，否则编译时会出错。或者将这三个文件名添加到Project-Setting-Link-Object/libraryModules即可。点击工具条中NewTextFile按钮，新建一个文本文件，存盘为Test.c作为你的源程序文件，再把它加入到项目中，然后就可以开始编程了；4、 请将下面的程序写入源文件Test.c；#includestaticintangle=45;/定义旋转角度voidreshape(GLsizeiw,GLsizeih) /视口变换 glViewport(0,0,w,h);/使用glViewport来定义视口。其中前两个参数定义了视口的左下脚（0,0表示最

6、左下方） /后两个参数分别是宽度和高度。 /投影变换 glMatrixMode(GL_PROJECTION);/OpenGL支持两种类型的投影变换，即透视投影和正投影。 /投影也是使用矩阵来实现的。如果需要操作投影矩阵，需要以 /GL_PROJECTION为参数调用glMatrixMode函数。 /glLoadIdentity();/重置模型观察矩阵 /glFrustum(-1.0,1.0,-1.0,1.0,1.0,10.0); /使用glFrustum函数可以将当前的可视空间设置为透视投影空间。 /用它之前先要用glMatrixMode()说明当前矩阵方式是投影GL_PROJECTION。

7、/也可以使用更常用的gluPerspective函数。 /空间可以是“正投影”的（使用glOrtho或gluOrtho2D）， /也可以是“透视投影”的（使用glFrustum或gluPerspective）。 glOrtho(-1.0,1.0,-1.0,1.0,-1.0,6.0); /正射投影，同glFrustum，六个参数分别为：左右垂直切面坐标，底上水平切面坐标 /近深度切面和远深度切面的距离，可为负值。voidmyDisplay() glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT); /模型变换 glMatrixMode(GL_MODEL

8、VIEW); glTranslatef(0.0f,0.0f,0.0f);/物体在三个坐标上的位移值。 glRotatef(angle,0.5f,0.5f,0.0f);/物体绕(0,0,0)到(x,y,z)的直线以逆时针旋转，参数angle表示旋转的角度。 glScalef(1.0,1.0,1.0);/三个参数分别是X、Y、Z轴向的比例变换因子。 /金字塔底边 glBegin(GL_QUADS); glVertex3f(0.5f,-0.5f,0.5f); glVertex3f(-0.5f,-0.5f,0.5f); glVertex3f(0.5f,-0.5f,-0.5f); glVertex3f(

9、-0.5f,-0.5f,-0.5f); glEnd(); glBegin(GL_TRIANGLES); /三角形前侧面 glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); glVertex3f(0.0f,0.5f,0.0f); glColor3f(0.0f,0.5f,0.0f); glVertex3f(-0.5f,-0.5f,0.5f); glColor3f(0.0f,0.0f,0.5f); glVertex3f(0.5f,-0.5f,0.5f); /三角形右侧面 glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); glVertex3f(0.0f,0.5f,0.0f); glColor3f

10、(0.0f,0.0f,0.5f); glVertex3f(0.5f,-0.5f,0.5f); glColor3f(0.0f,0.5f,0.0f); glVertex3f(0.5f,-0.5f,-0.5f); /三角形后侧面 glColor3f(0.0f,0.0f,0.1f); glVertex3f(0.0f,0.5f,0.0f); glColor3f(0.0f,0.5f,0.0f); glVertex3f(0.5f,-0.5f,-0.5f); glColor3f(0.0f,0.0f,0.5f); glVertex3f(-0.5f,-0.5f,-0.5f); /三角形左侧面 glColor3f(

11、1.0f,1.0f,1.0f); glVertex3f(0.0f,0.5f,0.0f); glColor3f(0.0f,0.0f,0.5f); glVertex3f(-0.5f,-0.5f,-0.5f); glColor3f(0.0f,0.5f,0.0f); glVertex3f(-0.5f,-0.5f,0.5f); glEnd(); glFlush();intmain(intargc,char*argv) glutInit(&argc,argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_SINGLE); glutInitWindowPosition(0,0);

12、glutInitWindowSize(500,500); glutCreateWindow(OpenGL3D坐标转换); glutReshapeFunc(reshape); glutDisplayFunc(&myDisplay); glutMainLoop(); return0;5、 修改投影方式，观察不同的投影变换效果，适当修改绘图函数myDisplay中的内容，自由发挥并绘制三维图形；6、 完成实验报告并提交程序源代码。实验三绘制Bezier曲线一、实验目的和要求：1、 理解Bezier曲线的生成方式；2、 掌握二次Bezier曲线和三次Bezier曲线的生成算法；3、 使用C语言实现Be

13、zier曲线的绘制。二、实验内容：1、 使用VisualC+6.0和OpenGL进行二次Bezier曲线和三次Bezier曲线的绘制。三、实验步骤：1、 下载glut包，复制glut32.dll到winnt/system32文件夹下，复制glut32.lib到vc98/lib文件夹下，复制glut.h到vc98/include/gl文件夹下；2、 创建VC工程：选择菜单File中的New选项，弹出一个分页的对话框，选中页Projects中的Win32ConsoleApplication项，然后填入你自己的Projectname，如Test，回车即可。VC为你创建一个工作区（WorkSpace）

14、，你的项目Test就放在这个工作区里；3、 为项目添加文件：为了使用OpenGL，我们需要在项目中加入三个相关的Lib文件：glu32.lib、glut32.lib、opengl32.lib，这三个文件位于VC安装目录下的lib目录（如c:programfilesdevstudiovclib）中。选中菜单Project-AddToProject-Files项（或用鼠标右键），把这三个文件加入项目，在FileView中会有显示。这三个文件请务必加入，否则编译时会出错。或者将这三个文件名添加到Project-Setting-Link-Object/libraryModules即可。点击工具条中Ne

15、wTextFile按钮，新建一个文本文件，存盘为Test.c作为你的源程序文件，再把它加入到项目中，然后就可以开始编程了；4、 请将下面的程序写入源文件Test.c，下面的程序完成二次Bezier曲线的绘制；#include#includeintSCREEN_HEIGHT=480;/屏幕高度/跟踪鼠标点击次数，达到3次后绘制Bezier曲线intNUMPOINTS=0;/点classPointpublic: floatx,y; voidsetxy(floatx2,floaty2)x=x2;y=y2; constPoint&operator=(constPoint&rPoint)x=rPoint

16、.x;y=rPoint.y;return*this;Pointabc3;voidmyInit() glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0); glColor3f(1.0,0.0,0.0); glPointSize(4.0); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0,640.0,0.0,480.0); voiddrawDot(intx,inty) glBegin(GL_POINTS); glVertex2i(x,y); glEnd(); glFlush();voiddrawLine(Pointp

17、1,Pointp2) glBegin(GL_LINES); glVertex2f(p1.x,p1.y); glVertex2f(p2.x,p2.y); glEnd(); glFlush();/计算下一个Bezier曲线上的点PointdrawBezier(PointA,PointB,PointC,doublet) PointP; P.x=pow(1-t),2)*A.x+2*t*(1-t)*B.x+pow(t,2)*C.x; P.y=pow(1-t),2)*A.y+2*t*(1-t)*B.y+pow(t,2)*C.y; returnP;voidmyMouse(intbutton,intstate

18、,intx,inty)/左键按下if(button=GLUT_LEFT_BUTTON&state=GLUT_DOWN) /存储鼠标点击的点 abcNUMPOINTS.setxy(float)x,(float)(SCREEN_HEIGHT-y); NUMPOINTS+; /绘制红点 drawDot(x,SCREEN_HEIGHT-y); /绘制Bezier曲线 if(NUMPOINTS=3) glColor3f(1.0,1.0,1.0); /绘制控制多边形 drawLine(abc0,abc1); drawLine(abc1,abc2); PointPOld=abc0; /绘制Bezier曲线段

19、，控制t的增量可以控制曲线精度 for(doublet=0.0;t=1.0;t+=0.1) PointP=drawBezier(abc0,abc1,abc2,t); drawLine(POld,P); POld=P; glColor3f(1.0,0.0,0.0); NUMPOINTS=0; voidmyDisplay() glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glFlush();intmain(intargc,char*argv) glutInit(&argc,argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); glutInitWindowSize(640,480); glutInitWindowPosition(100,150); glutCreateWindow(BezierCurve); glutMouseFunc(myMouse); glutDisplayFunc(myDisplay); myInit(); glutMainLoop(); return0;5、 扩展程序代码，可以支持3次Bezier曲线的绘制；