使用open GL在绘制球体的基础上增加光照和材质设置.doc

（计算机图形学）实验报告实验名称 使用open GL在绘制球体的基础上增加光照和材质设置 实验时间 年 月 日专业班级 学 号： 姓 名： 成 绩 教师评语： 一、 实验目的1、 了解并学习open GL的编程；2、 掌握在open GL生成图形的基本思想和基本步骤；3、 使用open GL具体生成简单的三维立体图形；4、 在生成的三维立体的图形上面增加光照和材质的设置。二、 实验原理在上一个实验的基础上，对绘制出来的球体进行光照和材质的设置使其看起来更有立体感，其中对我们有以下几条要求：1、理解环境光，漫反射光和镜面反射光的光照模型2、理解phong光照模型，熟练掌握opengl中设置光照的方法3、掌握材质的设置方式一.材质的指定 材质和灯光一样有三种属性：环境属性，漫反射属性和镜面反射属性，这些属性确定了材质反射灯光的多少。 设置材质和设置光照很相似，设置材质的函数是glMaterial*()glMaterialifv(face, pname, value)face :指明对物体的哪些面进行材质设置GL_FRONT GL_BACK GL_FRONT_AND_BACKPname：要设置的材质属性GL_AMBIENT 设置材料的环境颜色GL_DIFFUSE 设置材料的漫反射颜色GL_SPECULAR 设置材料的镜面反射颜色GL_AMIBIENT_AND_DIFFUSE 设置材料的环境和漫反射颜色GL_SHININESS 设置镜面指数GL_EMISSION 设置材料的发散颜色GL_COLOR_INDEXES 设置环境，漫反射和镜面反射的颜色索引1.通常，GL_AMBIENT 和GL_DIFFUSE 都取相同的值，可以达到比较真实的效果。使用GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE 可以同时设置 GL_AMBIENT 和 GL_DIFFUSE属性。2.GL_SHININESS属性。该属性只有一个值，称为“镜面指数”，取值范围是 0到128。该值越小，表示材质越粗糙，点光源发射的光线照射到上面，也可以产生较大的亮点。该值越大，表示材质越类似于镜面，光源照射到上面后，产生较小的亮点。 3.GL_EMISSION 属性。该属性由四个值组成，表示一种颜色。OpenGL认为该材质本身就微微的向外发射光线，以至于眼睛感觉到它有这样的颜色，但这光线又比较微弱，以至于不会影响到其它物体的颜色。 4.GL_COLOR_INDEXES 属性。该属性仅在颜色索引模式下使用，由于颜色索引模式下的光照比 RGBA 模式要复杂，并且使用范围较小，不做讨论。三、 实验详细操作过程(附实验代码)1、创建一个Win32 Console Application应用程序。在下一步中选择A “Hello,World!” application。如下图2、链接OpenGL libraries。在Visual C+中先单击Project再单击Settings再找到 Link单击，最后在Object/library modules 的最前面加上opengl32.lib, glu32.lib, glut32.lib。3、系统中需要增加三个文件，分别是glut.h，glut32.lib和glut32.dll。 glut.h放在C:Microsoft Visual StudioVC98ATLInclude glut32.lib放在C:Microsoft Visual StudioVC98Lib glut32.dll放在C:WINDOWSsystem32 最后就是直接创建一个C+源程序，输入要绘制的图形的代码，本实验的代码具体如下：/#include stdafx.h#include stdlib.h#include gl/glut.h#includetypedef float point3;/* initial tetrahedron */point v=0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.942809, -0.33333,-0.816497, -0.471405, -0.333333, 0.816497, -0.471405, -0.333333;static GLfloat theta = 0.0,0.0,0.0;int n;int mode;void triangle( point a, point b, point c)/* display one triangle using a line loop for wire frame, a singlenormal for constant shading, or three normals for interpolative shading */ if (mode=0)glBegin(GL_LINE_LOOP); elseglBegin(GL_POLYGON); if(mode=1) glNormal3fv(a); if(mode=2) glNormal3fv(a); glVertex3fv(a); if(mode=2) glNormal3fv(b); glVertex3fv(b); if(mode=2) glNormal3fv(c); glVertex3fv(c); glEnd();void normal(point p)/* normalize a vector */ float d =0.0; int i; for(i=0; i0.0) for(i=0; i0) for(j=0; j3; j+) v1j=aj+bj; normal(v1); for(j=0; j3; j+) v2j=aj+cj; normal(v2); for(j=0; j3; j+) v3j=bj+cj; normal(v3); divide_triangle(a, v1, v2, m-1); divide_triangle(c, v2, v3, m-1); divide_triangle(b, v3, v1, m-1); divide_triangle(v1, v3, v2, m-1); else(triangle(a,b,c); /* draw triangle at end of recursion */void tetrahedron(int m)/* apply triangle subdivision to faces of tetrahedron */ divide_triangle(v0, v1, v2, m); divide_triangle(v3, v2, v1, m); divide_triangle(v0, v3, v1, m); divide_triangle(v0, v2, v3, m);void display(void)/* Displays all three modes, side by side */ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glLoadIdentity(); mode=0; tetrahedron(n); mode=1; glTranslatef(-2.0, 0.0,0.0); tetrahedron(n); mode=2; glTranslatef(4.0, 0.0,0.0); tetrahedron(n); glFlush();void myReshape(int w, int h) glViewport(0, 0, w, h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); if (w = h) glOrtho(-4.0, 4.0, -4.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w, 4.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w, -10.0, 10.0); else glOrtho(-4.0 * (GLfloat) w / (GLfloat) h, 4.0 * (GLfloat) w / (GLfloat) h, -4.0, 4.0, -10.0, 10.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); display();void myinit() GLfloat mat_specular=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat mat_diffuse=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat mat_ambient=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat mat_shininess=100.0; GLfloat light_ambient=0.0, 0.0, 0.0, 1.0; GLfloat light_diffuse=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat light_specular=1.0, 1.0, 1.0, 1.0;/* set up ambient, diffuse, and specular components for light 0 */ /* glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, mat_ambient); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);*/ glShadeModel(GL_SMOOTH); /* enable smooth shading */ glEnable(GL_LIGHTING); /* enable lighting */ glEnable(GL_LIGHT0); /* enable light 0 */ glEnable(GL_DEPTH_TEST); /* enable z buffer */ glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 1.0); glColor3f (0.0, 0.0, 0.0);void main(int argc, char *argv) n=5;/atoi(argv1); glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH); glutInitWindowSize(500, 500); glutCreateWindow(sphere); myinit(); glutReshapeFunc(myReshape); glutDisplayFunc(display); glutMainLoop();实验结果分析与总结总结：经过本次实验