計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(共20頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告院 系： 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 班 級： 2012級4班 姓 名： 彭曉 學(xué) 號： 實(shí)驗(yàn)二 直線生成算法的實(shí)現(xiàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?理解基本圖形元素光柵化的基本原理，掌握一種基本圖形元素光柵化算法，利用OpenGL實(shí)現(xiàn)直線光柵化的DDA算法。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1） 根據(jù)所給的直線光柵化的示范源程序，在計(jì)算機(jī)上編譯運(yùn)行，輸出正確結(jié)果；（2） 指出示范程序采用的算法，以此為基礎(chǔ)將其改造為中點(diǎn)線算法或Bresenham算法，寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告；（3） 根據(jù)示范代碼，將其改造為圓的光柵化算法，寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告；（4） 了解和使用OpenGL的生成直線的命令，來驗(yàn)證程序運(yùn)行結(jié)果。3

2、實(shí)驗(yàn)原理： 示范代碼原理參見教材直線光柵化一節(jié)中的DDA算法。下面介紹下OpenGL畫線的一些基礎(chǔ)知識和glutReshapeFunc()函數(shù)。 （1）數(shù)學(xué)上的直線沒有寬度，但OpenGL的直線則是有寬度的。同時，OpenGL的直線必須是有限長度，而不是像數(shù)學(xué)概念那樣是無限的?？梢哉J(rèn)為，OpenGL的“直線”概念與數(shù)學(xué)上的“線段”接近，它可以由兩個端點(diǎn)來確定。這里的線由一系列頂點(diǎn)順次連結(jié)而成，有閉合和不閉合兩種。 前面的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)知道如何繪“點(diǎn)”，那么OpenGL是如何知道拿這些頂點(diǎn)來做什么呢？是一個一個的畫出來，還是連成線？或者構(gòu)成一個多邊形？或是做其它事情呢？為了解決這一問題，OpenGL要

3、求：指定頂點(diǎn)的命令必須包含在glBegin函數(shù)之后，glEnd函數(shù)之前（否則指定的頂點(diǎn)將被忽略），并由glBegin來指明如何使用這些點(diǎn)。例如：glBegin(GL_POINTS);glVertex2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(0.5f, 0.0f);glEnd(); 則這兩個點(diǎn)將分別被畫出來。如果將GL_POINTS替換成GL_LINES，則兩個點(diǎn)將被認(rèn)為是直線的兩個端點(diǎn)，OpenGL將會畫出一條直線。還可以指定更多的頂點(diǎn)，然后畫出更復(fù)雜的圖形。另一方面，glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES，還有GL_LINE_STRIP，GL_LINE_L

4、OOP，GL_TRIANGLES，GL_TRIANGLE_STRIP，GL_TRIANGLE_FAN。 （2）首次打開窗口、移動窗口和改變窗口大小時，窗口系統(tǒng)都將發(fā)送一個事件，以通知程序員。如果使用的是GLUT，通知將自動完成，并調(diào)用向glutReshapeFunc()注冊的函數(shù)。該函數(shù)必須完成下列工作： 重新建立用作新渲染畫布的矩形區(qū)域； 定義繪制物體時使用的坐標(biāo)系。 在GLUT內(nèi)部，將給該函數(shù)傳遞兩個參數(shù)：窗口被移動或修改大小后的寬度和高度，單位為像素。glViewport()調(diào)整像素矩形，用于繪制整個窗口。接下來三個函數(shù)調(diào)整繪圖坐標(biāo)系，使左下角位置為（0， 0），右上角為（w, h）。4

5、實(shí)驗(yàn)代碼：#include <GL/glut.h>void LineDDA(int x0,int y0,int x1,int y1/*,int color*/)int x, dy, dx, y;float m;dx=x1-x0;dy=y1-y0;m=dy/dx;y=y0; glColor3f (1.0f, 1.0f, 0.0f); glPointSize(1);for(x=x0;x<=x1; x+)glBegin (GL_POINTS);glVertex2i (x, (int)(y+0.5);glEnd ();y+=m; void myDisplay(void)glClear

6、(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glRectf(25.0, 25.0, 75.0, 75.0); glPointSize(5);glBegin (GL_POINTS);glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex2f (0.0f, 0.0f);glEnd (); LineDDA(0, 0, 200, 300); glBegin (GL_LINES);glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2f (100.0f, 0.0f);glColor3f (0.0f,

7、 1.0f, 0.0f); glVertex2f (180.0f, 240.0f);glEnd (); glFlush(); void Init()glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_FLAT); void Reshape(int w, int h)glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w, 0.0, (GLdouble) h);int mai

8、n(int argc, char *argv)glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello World!");Init();glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(Reshape);glutMainLoop();return 0;5實(shí)驗(yàn)小結(jié)： 在這次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)習(xí)了畫線

9、的方法，一個點(diǎn)一個點(diǎn)的畫出，通過初始結(jié)點(diǎn)和末結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，來決策下一個結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。對計(jì)算機(jī)中的畫圖方法有了進(jìn)一層理解，對像素點(diǎn)也有了多一些的理解，希望以后可以更多的了解。1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?理解掌握一個OpenGL程序平移、旋轉(zhuǎn)、縮放變換的方法。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1）閱讀實(shí)驗(yàn)原理，運(yùn)行示范實(shí)驗(yàn)代碼，掌握OpenGL程序平移、旋轉(zhuǎn)、縮放變換的方法； （2）根據(jù)示范代碼，嘗試完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)；3實(shí)驗(yàn)原理：（1）OpenGL下的幾何變換 在OpenGL的核心庫中，每一種幾何變換都有一個獨(dú)立的函數(shù)，所有變換都在三維空間中定義。 平移矩陣構(gòu)造函數(shù)為glTranslate<f,d>(tx, ty, tz)，

10、作用是把當(dāng)前矩陣和一個表示移動物體的矩陣相乘。tx, ty，tz指定這個移動物體的矩陣，它們可以是任意的實(shí)數(shù)值，后綴為f（單精度浮點(diǎn)float）或d（雙精度浮點(diǎn)double），對于二維應(yīng)用來說，tz=0.0。 旋轉(zhuǎn)矩陣構(gòu)造函數(shù)為glRotate<f,d>(theta, vx, vy, vz)，作用是把當(dāng)前矩陣和一個表示旋轉(zhuǎn)物體的矩陣相乘。theta, vx, vy, vz指定這個旋轉(zhuǎn)物體的矩陣，物體將繞著(0,0,0)到(x,y,z)的直線以逆時針旋轉(zhuǎn)，參數(shù)theta表示旋轉(zhuǎn)的角度。向量v=(vx, vy，vz)的分量可以是任意的實(shí)數(shù)值，該向量用于定義通過坐標(biāo)原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的方向，后

11、綴為f（單精度浮點(diǎn)float）或d（雙精度浮點(diǎn)double），對于二維旋轉(zhuǎn)來說，vx=0.0，vy=0.0，vz=1.0。 縮放矩陣構(gòu)造函數(shù)為glScale<f,d>(sx, sy, sz)，作用是把當(dāng)前矩陣和一個表示縮放物體的矩陣相乘。sx, sy，sz指定這個縮放物體的矩陣，分別表示在x,y,z方向上的縮放比例，它們可以是任意的實(shí)數(shù)值，當(dāng)縮放參數(shù)為負(fù)值時，該函數(shù)為反射矩陣，縮放相對于原點(diǎn)進(jìn)行，后綴為f（單精度浮點(diǎn)float）或d（雙精度浮點(diǎn)double）。 注意這里都是說“把當(dāng)前矩陣和一個表示移動<旋轉(zhuǎn), 縮放>物體的矩陣相乘”，而不是直接說“這個函數(shù)就是旋轉(zhuǎn)”或者

12、“這個函數(shù)就是移動”，這是有原因的，馬上就會講到。 假設(shè)當(dāng)前矩陣為單位矩陣，然后先乘以一個表示旋轉(zhuǎn)的矩陣R，再乘以一個表示移動的矩陣T，最后得到的矩陣再乘上每一個頂點(diǎn)的坐標(biāo)矩陣v。那么，經(jīng)過變換得到的頂點(diǎn)坐標(biāo)就是(RT)v)。由于矩陣乘法滿足結(jié)合率，(RT)v) = R(Tv)，換句話說，實(shí)際上是先進(jìn)行移動，然后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。即：實(shí)際變換的順序與代碼中寫的順序是相反的。由于“先移動后旋轉(zhuǎn)”和“先旋轉(zhuǎn)后移動”得到的結(jié)果很可能不同，初學(xué)的時候需要特別注意這一點(diǎn)。（2）OpenGL下的各種變換簡介我們生活在一個三維的世界如果要觀察一個物體，我們可以： 1、從不同的位置去觀察它（人運(yùn)動，選定某個位置去看）

13、。（視圖變換） 2、移動或者旋轉(zhuǎn)它，當(dāng)然了，如果它只是計(jì)算機(jī)里面的物體，我們還可以放大或縮小它（物體運(yùn)動，讓人看它的不同部分）。（模型變換） 3、如果把物體畫下來，我們可以選擇：是否需要一種“近大遠(yuǎn)小”的透視效果。另外，我們可能只希望看到物體的一部分，而不是全部（指定看的范圍）。（投影變換） 4、我們可能希望把整個看到的圖形畫下來，但它只占據(jù)紙張的一部分，而不是全部（指定在顯示器窗口的那個位置顯示）。（視口變換）這些，都可以在OpenGL中實(shí)現(xiàn)。 從“相對移動”的觀點(diǎn)來看，改變觀察點(diǎn)的位置與方向和改變物體本身的位置與方向具有等效性。在OpenGL中，實(shí)現(xiàn)這兩種功能甚至使用的是同樣的函數(shù)。 由于

14、模型和視圖的變換都通過矩陣運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行變換前，應(yīng)先設(shè)置當(dāng)前操作的矩陣為“模型視圖矩陣”。設(shè)置的方法是以GL_MODELVIEW為參數(shù)調(diào)用glMatrixMode函數(shù)，像這樣： glMatrixMode(GL_MODELVIEW); 該語句指定一個4×4的建模矩陣作為當(dāng)前矩陣。 通常，我們需要在進(jìn)行變換前把當(dāng)前矩陣設(shè)置為單位矩陣。把當(dāng)前矩陣設(shè)置為單位矩陣的函數(shù)為： glLoadIdentity(); 我們在進(jìn)行矩陣操作時，有可能需要先保存某個矩陣，過一段時間再恢復(fù)它。當(dāng)我們需要保存時，調(diào)用glPushMatrix（）函數(shù)，它相當(dāng)于把當(dāng)前矩陣壓入堆棧。當(dāng)需要恢復(fù)最近一次的保存時，調(diào)

15、用glPopMatrix（）函數(shù)，它相當(dāng)于從堆棧棧頂彈出一個矩陣為當(dāng)前矩陣。OpenGL規(guī)定堆棧的容量至少可以容納32個矩陣，某些OpenGL實(shí)現(xiàn)中，堆棧的容量實(shí)際上超過了32個。因此不必過于擔(dān)心矩陣的容量問題。 通常，用這種先保存后恢復(fù)的措施，比先變換再逆變換要更方便，更快速。 注意：模型視圖矩陣和投影矩陣都有相應(yīng)的堆棧。使用glMatrixMode來指定當(dāng)前操作的究竟是模型視圖矩陣還是投影矩陣。4實(shí)驗(yàn)代碼：#include <GL/glut.h>#include <stdlib.h>#include <math.h> /* 初始化顯示窗口大小 */GLs

16、izei winWidth=600,winHeight=600; /* 設(shè)置世界坐標(biāo)系的顯示范圍 */GLfloat xwcMin=-300.0,xwcMax=300.0;GLfloat ywcMin=-300.0,ywcMax=300.0;void init (void) /* 設(shè)置顯示窗口的背景顏色為白色 */glClearColor(1.0,1.0,1.0,0.0);class wcPt3Dpublic:GLfloat x, y, z; /* 三維旋轉(zhuǎn)變換，參數(shù)：旋轉(zhuǎn)軸（由點(diǎn)p1和p2定義）和旋轉(zhuǎn)角度（thetaDegrees）*/void rotate3D (wcPt3D p1, wc

17、Pt3D p2, GLfloat thetaDegrees) /* 設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸的矢量 */float vx = (p2.x - p1.x);float vy = (p2.y - p1.y);float vz = (p2.z - p1.z);/*通過平移-旋轉(zhuǎn)-平移復(fù)合變換序列完成任意軸的旋轉(zhuǎn)（注意OpenGL中的反序表示）*/glTranslatef (p1.x, p1.y, p1.z); /移動p1到原始位置/*關(guān)于通過坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)*/glRotatef (thetaDegrees, vx, vy, vz);glTranslatef (-p1.x, -p1.y, -p1.z); /移

18、動p1到原點(diǎn)位置/* 三維比例放縮變換，參數(shù)：比例系數(shù)sx、sy、sz和固定點(diǎn)fixedPt */void scale3D (GLfloat sx, GLfloat sy, GLfloat sz, wcPt3D fixedPt) /*通過平移-放縮-平移復(fù)合變換序列完成任意點(diǎn)為中心點(diǎn)的比例縮放*/* 反平移到原始位置*/glTranslatef (fixedPt.x, fixedPt.y, fixedPt.z);glScalef (sx, sy, sz); / 基于原點(diǎn)的比例放縮變換/* 移動固定點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)*/glTranslatef (-fixedPt.x, -fixedPt.y, -fi

19、xedPt.z);void displayFcn (void) /* 設(shè)置變換中心點(diǎn)位置 */wcPt3D centroidPt,R_p1, R_p2;centroidPt.x=50;centroidPt.y=100;centroidPt.z=0;R_p1=centroidPt;R_p2.x=50;R_p2.y=100;R_p2.z=1; /* 設(shè)置幾何變換參數(shù)*/wcPt3D p1,p2,fixedPt;p1= R_p1;p2= R_p2;fixedPt=centroidPt;GLfloat tx=0.0,ty=100.0,tz=0;GLfloat sx=0.5,sy=0.5,sz=1;GL

20、double thetaDegrees = 90;glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); / 清空顯示窗口glMatrixMode (GL_MODELVIEW);glLoadIdentity(); /清空變換矩陣為單位矩陣，恢復(fù)原始坐標(biāo)系環(huán)境/* 顯示變換前幾何對象 */glColor3f(0.0,0.0,1.0); / 設(shè)置前景色為藍(lán)色glRecti(50,100,200,150); /顯示藍(lán)色矩形（變換前）/* 執(zhí)行幾何變換（注意以反序形式寫出）*/glTranslatef (tx, ty, tz); / 平移變換scale3D (sx, sy, sz, fixedPt

21、); / 比例放縮變換rotate3D (p1, p2, thetaDegrees); / 旋轉(zhuǎn)變換/* 顯示變換后幾何對象 */glColor3f(1.0,0.0,0.0); /重新設(shè)置前景色為紅色glRecti(50,100,200,150); /顯示紅色矩形（變換后）glFlush();void winReshapeFcn(GLint newWidth,GLint newHeight)glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(xwcMin,xwcMax,ywcMin,ywcMax);glClear(GL_COLOR_B

22、UFFER_BIT);void main(int argc, char * argv)glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);glutInitWindowPosition(50,50);glutInitWindowSize(winWidth,winHeight);glutCreateWindow("三維幾何變換實(shí)例-OpenGL版復(fù)合變換");init();glutDisplayFunc(displayFcn);glutReshapeFunc(winReshapeFcn);glut

23、MainLoop();5實(shí)驗(yàn)小結(jié)： 通過本次實(shí)驗(yàn)，我對OpenGL進(jìn)行圖形生成的操作有了更加深入的了解，學(xué)習(xí)了平移、旋轉(zhuǎn)、縮放變換的方法，同時也熟悉了模型視圖矩陣和投影矩陣都有相應(yīng)的堆棧。發(fā)現(xiàn)編程其實(shí)挺有趣的，希望以后能繼續(xù)在編程中的樂趣和培養(yǎng)、保持自己的興趣。1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?理解掌握OpenGL程序的模型視圖變換。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）閱讀實(shí)驗(yàn)原理，運(yùn)行示范實(shí)驗(yàn)代碼，理解掌握OpenGL程序的模型視圖變換；（2）根據(jù)示范代碼，嘗試完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)；3實(shí)驗(yàn)原理：我們生活在一個三維的世界如果要觀察一個物體，我們可以： 1、從不同的位置去觀察它（人運(yùn)動，選定某個位置去看）。（視圖變換） 2、移動或者旋轉(zhuǎn)它，

24、當(dāng)然了，如果它只是計(jì)算機(jī)里面的物體，我們還可以放大或縮小它（物體運(yùn)動，讓人看它的不同部分）。（模型變換） 3、如果把物體畫下來，我們可以選擇：是否需要一種“近大遠(yuǎn)小”的透視效果。另外，我們可能只希望看到物體的一部分，而不是全部（指定看的范圍）。（投影變換） 4、我們可能希望把整個看到的圖形畫下來，但它只占據(jù)紙張的一部分，而不是全部（指定在顯示器窗口的那個位置顯示）。（視口變換） 從“相對移動”的觀點(diǎn)來看，改變觀察點(diǎn)的位置與方向和改變物體本身的位置與方向具有等效性。在OpenGL中，實(shí)現(xiàn)這兩種功能甚至使用的是同樣的函數(shù)。 由于模型和視圖的變換都通過矩陣運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行變換前，應(yīng)先設(shè)置當(dāng)前操作的

25、矩陣為“模型視圖矩陣”。設(shè)置的方法是以GL_MODELVIEW為參數(shù)調(diào)用glMatrixMode函數(shù)，像這樣： glMatrixMode(GL_MODELVIEW); 該語句指定一個4×4的建模矩陣作為當(dāng)前矩陣。 通常，我們需要在進(jìn)行變換前把當(dāng)前矩陣設(shè)置為單位矩陣。把當(dāng)前矩陣設(shè)置為單位矩陣的函數(shù)為： glLoadIdentity(); 我們在進(jìn)行矩陣操作時，有可能需要先保存某個矩陣，過一段時間再恢復(fù)它。當(dāng)我們需要保存時，調(diào)用glPushMatrix（）函數(shù)，它相當(dāng)于把當(dāng)前矩陣壓入堆棧。當(dāng)需要恢復(fù)最近一次的保存時，調(diào)用glPopMatrix（）函數(shù)，它相當(dāng)于從堆棧棧頂彈出一個矩陣為當(dāng)前

26、矩陣。OpenGL規(guī)定堆棧的容量至少可以容納32個矩陣，某些OpenGL實(shí)現(xiàn)中，堆棧的容量實(shí)際上超過了32個。因此不必過于擔(dān)心矩陣的容量問題。 通常，用這種先保存后恢復(fù)的措施，比先變換再逆變換要更方便，更快速。 注意：模型視圖矩陣和投影矩陣都有相應(yīng)的堆棧。使用glMatrixMode來指定當(dāng)前操作的究竟是模型視圖矩陣還是投影矩陣。 在代碼中，視圖變換必須出現(xiàn)在模型變換之前，但可以在繪圖之前的任何時候執(zhí)行投影變換和視口變換。 1.display()程序中繪圖函數(shù)潛在的重復(fù)性強(qiáng)調(diào)了：在指定的視圖變換之前，應(yīng)該使用glLoadIdentity()函數(shù)把當(dāng)前矩陣設(shè)置為單位矩陣。 2.在載入單位矩陣之后

27、，使用gluLookAt()函數(shù)指定視圖變換。如果程序沒有調(diào)用gluLookAt()，那么照相機(jī)會設(shè)定為一個默認(rèn)的位置和方向。在默認(rèn)的情況下，照相機(jī)位于原點(diǎn)，指向Z軸負(fù)方向，朝上向量為(0,1,0)。 3.一般而言，display()函數(shù)包括：視圖變換 + 模型變換 + 繪制圖形的函數(shù)(如glutWireCube()。display()會在窗口被移動或者原來先遮住這個窗口的東西被一開時，被重復(fù)調(diào)用，并經(jīng)過適當(dāng)變換，保證繪制的圖形是按照希望的方式進(jìn)行繪制。 4.在調(diào)用glFrustum()設(shè)置投影變換之前，在reshape()函數(shù)中有一些準(zhǔn)備工作：視口變換 + 投影變換 + 模型視圖變換。由于投

28、影變換，視口變換共同決定了場景是如何映射到計(jì)算機(jī)的屏幕上的，而且它們都與屏幕的寬度，高度密切相關(guān)，因此應(yīng)該放在reshape()中。reshape()會在窗口初次創(chuàng)建，移動或改變時被調(diào)用。OpenGL中矩陣坐標(biāo)之間的關(guān)系： 物理坐標(biāo)*模型視圖矩陣*投影矩陣*透視除法*規(guī)范化設(shè)備坐標(biāo)窗口坐標(biāo) （1）視圖變換函數(shù)gluLookAt(0.0，0.0，5.0，0.0，0.0，0.0，0.0，1.0，0.0，)設(shè)置照相機(jī)的位置 把照相機(jī)放在（0，0，5），鏡頭瞄準(zhǔn)（0，0，0），朝上向量定為（0，1，0）朝上向量為照相機(jī)指定了一個唯一的方向。如果沒有調(diào)用gluLookAt，照相機(jī)就設(shè)定一個默認(rèn)的位置和方

29、向，在默認(rèn)情況下，照相機(jī)位于原點(diǎn)，指向Z軸的負(fù)方向，朝上向量為（0，1，0） glLoadIdentity()函數(shù)把當(dāng)前矩陣設(shè)置為單位矩陣。 （2）使用模型變換的目的是設(shè)置模型的位置和方向 （3）投影變換，指定投影變換類似于為照相機(jī)選擇鏡頭，可以認(rèn)為這種變換的目的是確定視野，并因此確定哪些物體位于視野之內(nèi)以及他們能夠被看到的程度。 除了考慮視野之外，投影變換確定物體如何投影到屏幕上，OpenGL提供了兩種基本類型的投影，1、透視投影：遠(yuǎn)大近??；2、正投影：不影響相對大小，一般用于建筑和CAD應(yīng)用程序中。 （4）視口變換 視口變換指定一個圖象在屏幕上所占的區(qū)域。 （5）繪制場景4實(shí)驗(yàn)代碼： #i

30、nclude <GL/glut.h>#include <stdlib.h>static int year = 0, day = 0;void init(void)glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel (GL_FLAT);void display(void)glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);glPushMatrix();glutWireSphere(1.0, 20, 16); /* draw sun */glRotatef (GLfloat

31、) year, 0.0, 1.0, 0.0);glTranslatef (2.0, 0.0, 0.0);glRotatef (GLfloat) day, 0.0, 1.0, 0.0);glutWireSphere(0.2, 10, 8); /* draw smaller planet */glPopMatrix();glutSwapBuffers();void reshape (int w, int h)glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);glMatrixMode (GL_PROJECTION);glLoadIdentity ();gluPe

32、rspective(60.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 20.0);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);void keyboard (unsigned char key, int x, int y)switch (key) case 'd':day = (day + 10) % 360;glutPostRedisplay();break;case 'D':day =

33、 (day - 10) % 360;glutPostRedisplay();break;case 'y':year = (year + 5) % 360;glutPostRedisplay();break;case 'Y':year = (year - 5) % 360;glutPostRedisplay();break;case 27:exit(0);break;default:break; int main(int argc, char* argv) glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode (GLUT_DO

34、UBLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize (500, 500);glutInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow (argv0);init ();glutDisplayFunc(display);glutReshapeFunc(reshape);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMainLoop();return 0;5.實(shí)驗(yàn)小結(jié)： 通過本次實(shí)驗(yàn)，我掌握了OpenGL程序的模型視圖變換。除了考慮視野之外，投影變換確定物體如何投影到屏幕上， 實(shí)際變換的順序與代碼中寫的順序是相反的。由于“

35、先移動后旋轉(zhuǎn)”和“先旋轉(zhuǎn)后移動”得到的結(jié)果很可能不同，初學(xué)的時候需要特別注意這一點(diǎn)。 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解曲線的生成原理，掌握幾種常見的曲線生成算法，利用VC+OpenGL實(shí)現(xiàn)Bezier曲線生成算法。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1） 結(jié)合示范代碼了解曲線生成原理與算法實(shí)現(xiàn)，尤其是Bezier曲線；（2） 調(diào)試、編譯、修改示范程序。（3） 嘗試實(shí)現(xiàn)B樣條曲線算法。3實(shí)驗(yàn)原理： Bezier曲線是通過一組多邊形折線的頂點(diǎn)來定義的。如果折線的頂點(diǎn)固定不變，則由其定義的Bezier曲線是唯一的。在折線的各頂點(diǎn)中，只有第一點(diǎn)和最后一點(diǎn)在曲線上且作為曲線的起始處和終止處，其他的點(diǎn)用于控制曲線的形狀及階次。曲線的形狀趨向

36、于多邊形折線的形狀，要修改曲線，只要修改折線的各頂點(diǎn)就可以了。因此，多邊形折線又稱Bezier曲線的控制多邊形，其頂點(diǎn)稱為控制點(diǎn)。三次多項(xiàng)式，有四個控制點(diǎn)，其數(shù)學(xué)表示如下：4實(shí)驗(yàn)代碼：#include <GL/glut.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <vector>using namespace std;struct Point int x, y;Point pt4, bz11;vector<Point> vpt;bool bDraw;int nInput;void C

37、alcBZPoints()float a0,a1,a2,a3,b0,b1,b2,b3;a0=pt0.x;a1=-3*pt0.x+3*pt1.x;a2=3*pt0.x-6*pt1.x+3*pt2.x;a3=-pt0.x+3*pt1.x-3*pt2.x+pt3.x;b0=pt0.y;b1=-3*pt0.y+3*pt1.y;b2=3*pt0.y-6*pt1.y+3*pt2.y;b3=-pt0.y+3*pt1.y-3*pt2.y+pt3.y;float t = 0;float dt = 0.01;for(int i = 0; t<1.1; t+=0.1, i+) bzi.x = a0+a1*t+

38、a2*t*t+a3*t*t*t;bzi.y = b0+b1*t+b2*t*t+b3*t*t*t; void ControlPoint(vector<Point> vpt)glPointSize(2);for(int i=0; i<vpt.size(); i+) glBegin (GL_POINTS);glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2i (vpti.x,vpti.y);glEnd ();void PolylineGL(Point *pt, int num) glBegin (GL_LINE_STRIP);for(int i=0;i&

39、lt;num;i+)glColor3f (1.0f, 1.0f, 1.0f); glVertex2i (pti.x,pti.y); glEnd ();void myDisplay() glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f (1.0f, 1.0f, 1.0f); if (vpt.size() > 0) ControlPoint(vpt);if(bDraw) PolylineGL(pt, 4);CalcBZPoints();PolylineGL(bz, 11);glFlush();void Init() glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);printf("Please Click left button of mouse to input control point of Bezier Curve!