计算机图形学与三维建模实验报告

计算机图形学实验报告计算机图形学实验报告 openGL 的基本使用的基本使用 1 项目代码 2321321 cpp 定义控制台应用程序的入口点 include stdafx h include include include include include using namespace std include vgl h opengl4 3 编程宝典第 8 版库函数 include loadshaders h GLfloat x 0 0 y 0 0 z 0 0 用于平移的变量 GLfloat i 1 0 j 1 0 k 1 0 用于缩放的变量 int d 1 用于是否判断旋转的开关 GLfloat angle 0 0f 旋转角度的变量 void myDisplay void glClear GL COLOR BUFFER BIT GL DEPTH BUFFER BIT 创建透视效果视图 glMatrixMode GL PROJECTION glLoadIdentity gluPerspective 90 0f 1 0f 1 0f 20 0f glMatrixMode GL MODELVIEW glLoadIdentity gluLookAt 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 glClear GL COLOR BUFFER BIT GL DEPTH BUFFER BIT 定义 4 光源 从 4 个方向入射 第一个是白光 其他为红绿蓝 GLfloat sun light position 5 0f 5 0f 0 0f 1 0f GLfloat sun light position1 5 0f 5 0f 0 0f 1 0f GLfloat sun light position2 5 0f 5 0f 0 0f 1 0f GLfloat sun light position3 5 0f 5 0f 0 0f 1 0f GLfloat sun light ambient 0 0f 0 0f 0 0f 1 0f GLfloat sun light diffuse 1 0f 1 0f 1 0f 1 0f GLfloat sun light diffuse1 1 0f 0 0f 0 0f 1 0f GLfloat sun light diffuse2 0 0f 1 0f 0 0f 1 0f GLfloat sun light diffuse3 0 0f 0 0f 1 0f 1 0f GLfloat sun light specular 1 0f 1 0f 1 0f 1 0f glLightfv GL LIGHT0 GL POSITION sun light position glLightfv GL LIGHT0 GL AMBIENT sun light ambient glLightfv GL LIGHT0 GL DIFFUSE sun light diffuse glLightfv GL LIGHT0 GL SPECULAR sun light specular glLightfv GL LIGHT1 GL POSITION sun light position1 glLightfv GL LIGHT1 GL AMBIENT sun light ambient glLightfv GL LIGHT1 GL DIFFUSE sun light diffuse1 glLightfv GL LIGHT1 GL SPECULAR sun light specular glLightfv GL LIGHT2 GL POSITION sun light position2 glLightfv GL LIGHT2 GL AMBIENT sun light ambient glLightfv GL LIGHT2 GL DIFFUSE sun light diffuse2 glLightfv GL LIGHT2 GL SPECULAR sun light specular glLightfv GL LIGHT3 GL POSITION sun light position3 glLightfv GL LIGHT3 GL AMBIENT sun light ambient glLightfv GL LIGHT3 GL DIFFUSE sun light diffuse3 glLightfv GL LIGHT3 GL SPECULAR sun light specular glEnable GL LIGHT0 glEnable GL LIGHT1 glEnable GL LIGHT2 glEnable GL LIGHT3 glEnable GL LIGHTING glEnable GL DEPTH TEST 绘制坐标轴 glBegin GL LINE x 轴 红色 glColor3f 1 0 0 glVertex3f 10 0 0 glVertex3f 10 0 0 y 轴 绿色 glColor3f 0 1 0 glVertex3f 0 10 0 glVertex3f 0 10 0 z 轴 蓝色 glColor3f 0 0 1 glVertex3f 0 0 10 glVertex3f 0 0 10 glEnd 定义球体的材质并绘制 GLfloat ambient 0 2f 0 2f 0 2f 1 0f 环境 颜色 GLfloat diffuse 0 7f 0 7f 0 7f 1 0f 散射 颜色 GLfloat specular 1 0f 1 0f 1 0f 1 0f 镜 面反射 GLfloat emission 0 0f 0 0f 0 0f 0 5f 发 射光颜色 GLfloat hininess 50 0f 反 射指数 glMaterialfv GL FRONT GL AMBIENT ambient glMaterialfv GL FRONT GL DIFFUSE diffuse glMaterialfv GL FRONT GL SPECULAR specular glMaterialfv GL FRONT GL EMISSION emission glMaterialf GL FRONT GL SHININESS shininess glTranslatef x y z glScalef i j k if d 1 glRotatef angle 0 0f 0 0f 4 0f glTranslatef 2 5f 2 5f 0 0f glutSolidSphere 2 0 60 0 60 0 glutSwapBuffers void ChangeSize GLsizei W GLsizei H 当视口改变时改变裁剪 部分保证图形观察时不形变 GLfloat aspectRatio if H 0 H 1 glViewport 0 0 W H 视口设置 glMatrixMode GL PROJECTION 重置坐标系统 glLoadIdentity aspectRatio GLfloat W GLfloat H if aspectRatio 1 裁剪部分设置 glOrtho 2 5 2 5 2 5 aspectRatio 2 5 aspectRatio 2 5 2 5 else glOrtho 2 5 aspectRatio 2 5 aspectRatio 2 5 2 5 2 5 2 5 glMatrixMode GL MODELVIEW glLoadIdentity void ProcessKeys unsigned char ch int a int b if ch 119 w y 0 1 glutPostRedisplay else if ch 115 s y 0 1 glutPostRedisplay else if ch 97 a x 0 1 glutPostRedisplay else if ch 100 d x 0 1 glutPostRedisplay else if ch 120 x z 0 1 glutPostRedisplay else if ch 122 z z 0 1 glutPostRedisplay else if ch 43 i 0 1 j 0 1 k 0 1 glutPostRedisplay else if ch 45 i 0 1 j 0 1 k 0 1 glutPostRedisplay else if ch 32 空格键 if d 0 d 1 else d 0 cout d endl 按空格开关旋转 void IdleFunc if d 1 angle 1 0f if angle 360 0f angle 0 0f cout angle endl myDisplay int tmain int argc char argv glutInit glutInitDisplayMode GLUT DEPTH GLUT DOUBLE GLUT RGBA glutInitWindowPosition 100 100 glutInitWindowSize 500 500 glutCreateWindow Hello OpenGL glutDisplayFunc myDisplay glutReshapeFunc ChangeSize glutIdleFunc IdleFunc glutKeyboardFunc ProcessKeys glutReshapeFunc ChangeSize glutMainLoop return 0 2 系统总体布局 系统流程图 本系统是常规的 openGL 系统 初始化后先设置视角 投影 光照 材质等因素 绘制基 本的图形 再通过函数判断键盘输入进行重复绘制 完成基本的平移 缩放 旋转等操作 3 系统设计思路 在系统设计最初 本来想直接使用默认视角后直接设置光照和平移 旋转等功能 但是发现在默认视角下对物体 特别是正方体的三维 效果无法很好地观察 因此采用侧视视角然后在对材质的定义上 由于立方体设置比较麻烦 最后决定画一个球体 然后在平移旋转 缩放等功能的演示上 直接演示过于简单 就是一个函数的执行 因此决定采取利用键盘控制移动和缩放及旋转的方式 具体操作方 法为 wsadzx 分别控制前后左右上下 space 控制开始 停止旋转 4 感想和心得 在本次实验中 对我来说最大的问题是正确地理解视点 投影 等概念 在默认状态下视角从 Z 轴正方向看向负方向 对于很多规 则物体不旋转的话无法清楚地看到其三维特征 在调整视角的过程 中遇到一些问题 然后在加入光照效果的过程中 本来想画多个物 体 然后在给物体直接上色再利用光线追踪算法 但是代码上一直 因为某些我不知道的原因无法实现 最后只能一步