使用OpenGL画球体.doc

（计算机图形学）实验报告实验名称 使用OpenGL画球体 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；二、 实验原理简单的说，该实验就是使用数学函数与OpenGL库中的函数实现图形的生成，比如生成球的函数为x=sin(thetar)*cos(phir); y=cos(thetar)*cos(phir); z=sin(phir);之后在对thetar的值进行定义，使其在某一范围内变化。然后面的集合就生成了我们所需要的球体，但是该实验没有进行光照和材质的设定，所以看起来并不像一个立体的球体形状。其间还需要对OpenGL的编程原理和其所包含的库比较了解。OpenGL核心库：Windows: OpenGL32。大多数Unix/Linux系统：GL库(libGL.a)OpenGL实用库(Utility Library, GLU)：利用OpenGL核心库提供一些功能，从而避免重复编写代码，与窗口系统的连接OpenGL实用工具库（OpenGL Utility ToolkitLibrary, GLUT），提供所有窗口系统的共同功能，打开窗口，从鼠标和键盘获取输入，弹出菜单，事件驱动。代码可以在平台间移植，但是GLUT缺乏在特定平台上优秀工具包所具有的功能滚动条。函数的功能glVertex3f(x, y, z)，属于GL库参数个数，x, y, z为float。在glVertex3fv(p)中注意每部分的大小写，p为指向float的指针。绝大多数常数采用define在头文件gl.h, glu.h和glut.h中定义。注意#include 会自动包含其它两个头文件。例如：glBegin(GL_POLYGON);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);在头文件中也定义了OpenGL数据类型：GLfloat, GLdouble, 关于最初建立文件的步骤创建一个win32 console application类型的workspace文件，创建一个C/C+文件，包含前面的代码，并把这个文件插入到workspace文件中进入菜单Project Settings, 选择Link标签，在Object/library modules文本框中加上opengl32.lib, glu32.lib, glut32.lib, 注意用空格分开，然后编写程序。三、 实验内容基于OpenGL工作环境绘制一个三维球体。四、 实验步骤1. 点击文件新建，弹出窗口，选择win32 console application，创建工作站。2. 在想要创建的控制台程序中，选择“一个“Hello,world!”程序”3. 点击完成，完成工作站的创建。4. 在FileView中找到Source File目录下的球.cpp,双击打开。5. 将老师给的程序复制到此cpp文件中。6. 把glut-3.7.6-bin文件夹下面的glut32.dll文件放到C:WINDOWSsystem32或者是C:WINDOWSsystem路径下，将glut.h文件放到C:Program FilesMirosoft Visul studioVC98includeGL目录下,将glut32.lib文件放到C:Program FilesMirosoft Visul studiolib目录下。以上是实验室中的目录途径。在我自己的电脑上，因为VC+被我安装在F盘，所以将glut.h文件和glut32.lib所放的路径有所改变。总之，这两个文件是放在VC+的安装目录下的Mirosoft Visul studioVC98includeGL目录和Mirosoft Visul studiolib目录中。7. 在C+页面中，进入工程属性，出现以下弹框：8. 在连接对象/库模块的最后输入：glut32.dll，glut32.lib。9. 完成上述步骤之后，编译连接实验程序的代码，看是否有错误。如有错误，改正；如没有错误，就运行看看。10.上图为最后结果运行出来的球，看不出是不是立体的。四、程序代码：主代码：/ 画球体.cpp : Defines the entry point for the console application./#include stdafx.h#include stdio.h#include math.h#include glglut.hvoid display() double phi,phir,phi20,phir20; double c,c80,z,x,y,theta,thetar; double M_PI=3.1415926;c=M_PI/180.0;/角度转换为弧度，M_PI=3.14159.for(phi=-180.0;phi=80.0;phi+=20.0) phir=c*phi; phi20=c*(phi+20);glBegin(GL_QUAD_STRIP);for(theta=-180.0;theta=180.0;theta+=20.0) thetar=c*theta; x=sin(thetar)*cos(phir); y=cos(thetar)*cos(phir); z=sin(phir); glVertex3d(x,y,z); x=sin(thetar)*cos(phir20); y=cos(thetar)*cos(phir20); z=sin(phir20); glVertex3d(x,y,z); glEnd(); glBegin(GL_TRIANGLE_FAN); glVertex3d(0.0,0.0,1.0); c=M_PI/180.0; c80=c*80.0; z=sin(c80); for(theta=-180.0;theta=180.0;theta+=20.0) thetar=c*thetar; x=sin(thetar)*cos(c80); y=sin(thetar)*cos(c80); glVertex3d(x,y,z); glEnd(); glBegin(GL_TRIANGLE_FAN); glVertex3d(0.0,0.0,-1.0); z=-sin(c80); for(theta=-180.0;theta=180.0;theta+=20.0) thetar=c*thetar; x=sin(thetar)*cos(c80); y=sin(thetar)*cos(c80); glVertex3d(x,y,z); glEnd(); glFlush();void init() glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); / Set the clear color to black / Specify the boundaries of the viewing window glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity();gluOrtho2D(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0); / The para are: (left, right, bottom, top) glMatrixMode(GL_MODELVIEW);int main( int argc, char *argv) glutInit( &argc, argv); glutInitWindowPosition( 200, 100); glutCreateWindow(Green Triangle); glutDisplayFunc(display); init(); glutMainLoop(); return 0; 五、 实验结果分析与总结经过这次实验，使我进一步加深了对OpenGL的使用。在之前的OpenGL学习中，我知道了应该如何有效的使用OpenGL的库函数。本次实验的过程中，需要对如下的一些变量进行定义：“double phi,phir,phi20,phir20; double c,c80,z,x,y,theta,thetar; double M_PI=3.1415926;”只有定义了这些，实验中所用到的字符才能够被使用。同时，在定义头文件的过程中，我们也增加了“#in