实验目的:
在VC6.0的opengl的环境下,实现固定物体的连续变化,从而使简单动画得以实现。
实验思想:
由于是简单图形的变化过程,所以问题关键在于:
1、物体的位置变化如何实现,而位置变化在opengl中体现在坐标的变化中,因而设置坐标的每一步物体的位置变化情况是该问题的关键,此关键代码如下:
wAngleX += 1.0f;
wAngleY += 10.0f;
wAngleZ += 5.0f;
2、再有就是如何使得连续的变化得以实现,这就实现了手动变化相自动变化的转变,为了实现这一问题,我们想到设置一个变化时间,使得物体在每个时间段变换一次位置,当这个时间适当小时,就实现了物体的连续变化;这就需要引进一个计时器,通过设置间隔时间实现物体的连续变化,此关键代码如下:
SetTimer(1, 150, NULL);
实验步骤:
1、初始化OpenGL。
2、设置菜单与关联函数初始化,设置视口与窗口匹配,重新设置坐标系统。
3、建立正交变换下的剪切体(即变换物体)。
4、编写变换幅度函数,设置没不变换情况。
5、编写连续变换计时器,使得在一定间隔下连续变换。
实验关键代码:
实验结果:
#include
《高级计算机图形学》实验报告 姓名:学号:班级: 【实验报告要求】 实验名称:高级计算机图形学室内场景 实验目的:掌握使用OpenGL生成真实感复杂对象的方法,进一步熟练掌握构造实体几何表示法、扫描表示法、八叉树法、BSP树法等建模方法。 实验要求:要求利用OpenGL生成一个真实感的复杂对象及其周围场景,并显示观测点变化时的几何变换,要具备在一个纹理复杂的场景中漫游功能。要求使用到光线跟踪算法、 纹理映射技术以及实时绘制技术。 一、实验效果图 图1:正面效果图
图2:背面效果图 图4:背面效果图
图4:室内场景细节效果图 图5:场景角度转换效果图
二、源文件数据代码: 共6个文件,其实现代码如下: 1、DlgAbout.cpp #include "StdAfx.h" #include "DlgAbout.h" CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD) { } void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) { CDialog::DoDataExchange(pDX); } BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog) END_MESSAGE_MAP() 2、FormCommandView.cpp #include "stdafx.h" #include "Tool.h" #include "MainFrm.h" #include "FormCommandView.h" #include "ToolDoc.h" #include "RenderView.h" // Download by https://www.doczj.com/doc/8c927009.html, #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif // CFormCommandView IMPLEMENT_DYNCREATE(CFormCommandView, CFormView) CFormCommandView::CFormCommandView() : CFormView(CFormCommandView::IDD) { //{{AFX_DATA_INIT(CFormCommandView)
#include
2006年秋双学位计算机图形学作业题目 教材计算机图形学(第二版) 第一次P105 3.17 利用中点算法并考虑对称性,推导在区间-10<=x<=10上,对下列曲线进行扫描转换的有效算法:y=(1/12)*x3 3.20 考虑对称性,建立中点算法对形式为y=ax2-b的任意抛物线进行扫描转换,参数a,b及x的范围从输入值获得。 第二次P106 3.34 利用circle函数,编写一个程序,显示具有合适标记的饼图。程序的输入包括:在某些区间上给定数据分布的数据组,饼图的名称和区间的名称。每部分的标记将是显示在饼图边界外靠近对应饼图部分的地方。 第三次10.7 P139 4.20 编写一个程序,使用指定的图案对给定的椭圆内部进行填充。 第四次10.14 P168 5.12 确定对于任何直线y=mx+b的反射变换矩阵的形式。 第四次10.22 比较若干条相对于裁剪窗口的不同方向的线段的Cohen-Sutherland和梁友栋-Barsky裁剪算法的算术运算次数。 第五次10.29 6.18 将梁友栋-Barsky算法改称多边形裁剪算法。 第六次11.4 8.13 设计一个程序,该程序允许用户使用一个笔画设备交互式地画图。 第七次11.11 10.9 建立一个将给定的球、椭球或圆柱体变成多边形网格的一个算法。 第八次11.18 10.20 给出d=5的均匀周期性B-样条曲线的混合函数。 第九次11.25 11.13 设计关于任选平面反射的例程。 第十次 12.8 编写一个将透视投影棱台变换到规则平行六面体的程序。 上机 1.实现Cohen-Sutherland多边形裁剪算法,要求显示多边形被每一条窗口边裁剪后的结果。 2.编写一个程序,允许用户通过一个基本形状菜单并使用一个拾取设备,将每一个选取的 形状拖曳到指定位置,并提供保存和载入的功能。 3.. 写一篇综述性的调研报告,要求不少于3000字,独立完成。内容可以是计算机图形学理论或算法的研究。如:曲线、曲面拟合算法;几何造型方法的研究。如:分形树、分形山、树木、花草、云、瀑布、粒子系统等等。或任何你感兴趣的领域。 4.2006年秋双学位计算机图形学作业参考答案 P105 3.17 利用中点算法并考虑对称性,推导在区间-10<=x<=10上,对下列曲线进行扫描转换的有效算法:y=(1/12)*x3 解答:第一象限和第三象限中心对称
XXXXXXXX大学(计算机图形学)实验报告 实验名称利用OpenGL实现图形的平移、旋转、缩放 实验时间年月日 专业姓名学号 预习操作座位号 教师签名总评 一、实验目的: 1.了解OpenGL下简单图形的平移、旋转、缩放变换的编程的基本思想; 2.掌握OpenGL下简单图形的平移、旋转、缩放变换的编程的基本步骤; 二、实验原理: 在OpenGL中,可以使用下面三个函数便捷地实现简单图形平移、旋转、缩放变换的功能: glRotatef(theta, vx, vy, vz); glTranslatef(dx, dy, dz); glScalef(sx,sy,sz); 三、实验内容: // 1.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include "stdafx.h" #include "glut.h" #include "math.h" void display() { glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT); // Clear the frame buffer glColor3f( 0.0, 1.0, 1.0); // Set current color to green glBegin( GL_POLYGON); // Draw the triangle glV ertex2f( 0.0, -0.2); glV ertex2f( 0.2, 0.0); glV ertex2f( 0.0, 0.0); glEnd(); glFlush(); } void dsp()
实验报告 实验名称:三维分形算法 姓名:陈怡东 学号:09008406 程序使用说明: 程序打开后会呈现出3次分形后的四面体,因为考虑到观察效果的清晰所以就用了3次分形作为演示。 与用户的交互: 1键盘交互:分别按下键盘上的数字键1,2,3,4可以分别改变四面体的4个面的颜色。 按下字母c(不区别大小写)可以改变视图函数,这里循环切换3种视图 函数:glOrtho,glFrustum,gluPerspective,但是改变视图函数后要窗口形状变化后才能显现出来 按下字母键q(不区别大小写)可以退出程序 2鼠标交互:打开后在绘图的区域按下鼠标左键不放便可以拖动图形的视角,这里为了展现图形的3D效果因此固定了其中一点不放,这样就可以看到3D的效果。 鼠标右击则有弹出菜单显示,其中改变颜色则是同时改变4个面的颜色,本程序中运用了8组配色方案。 改变视图函数也是上述的3种函数,这里的效果立刻显现,但是还有很多问题达不到所要的效果,希望老师能帮忙解决一下。 设计思路: 分形算法:把四面体细分成更小的四面体,先找出其6个棱的中点并连接起来,这样就在4个顶点处各有一个小的四面体,原来四面体中剩下的部分应当去掉。仿效二维的生成方法,我们对保留的四个小四面体进行迭代细分。这样细分结束后通过绘制4个三角形来绘制每一个剩下的四面体。 交互的实现:键盘交互,即通过对按键的响应写上响应函数实现对视图和颜色的改变。 鼠标交互:通过对鼠标左右按键的 实现: 该部分只做了必要的介绍,具体实现见代码(附注释) 分形算法:void tetra(GLfloat *a,GLfloat *b,GLfloat *c,GLfloat *d)函数实现的是绘制四面体并且给四个面绘上不同的颜色。以区别开来,函数的实现细节见代码,有注释介绍。 void triangle3(GLfloat *a,GLfloat *b,GLfloat *c)函数用来绘制每个平面细分后的三角形。其中顶点设置为3维坐标glVertex3fv(a); void divide_tetra(GLfloat *a,GLfloat *b,GLfloat *c,GLfloat *d,int m)细分四面体的函数实现。前四个参数为传入点的坐标,最后参数m则是细分次数。先计算六个中点的坐标mid[1][j]=(a[j]+c[j])/2;3次循环则是对x,y,z三个坐标的一次计算,然后再递归调用绘制4个小四面体。 然后是显示回调函数void mydisplay3FX();这跟程序模板差不多不做过多介绍。 分形算法中必要重要的一点是隐藏面的消除。即书上2.10.3介绍的内容。对对象进行排
#pragma comment(lib, "glut32.lib") #pragma comment(lib, "glu32.lib") #pragma comment(lib, "opengl32.lib") #include
} glEnd(); glBegin(GL_LINE_LOOP); //绘制原点小圆for (i = 0; i < circle_points; i++) { angle = 2*PI*i/circle_points; glVertex2f(cos(angle), sin(angle)); } glEnd(); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glPointSize(1); glBegin(GL_POINTS); //绘制秒针刻度 for (i = 0; i < circle_point; i++) { angle = 2*PI*i/circle_point; glVertex2f(95*cos(angle), 95*sin(angle)); } glEnd(); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glPointSize(5); glBegin(GL_POINTS); //绘制时针刻度 for (i = 0; i < 12; i++) { angle = 2*PI*i/12; glVertex2f(95*cos(angle), 95*sin(angle)); } glEnd(); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glColor3f(1.f,1.f,0.f); glPushMatrix(); //绘制秒针 glRotatef(m_rotAngle, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glTranslatef(0.0f, 10.0f, 0.0f); glBegin(GL_TRIANGLES); glVertex3f(0, -100, 0); glVertex3f(1, 0, 0); glVertex3f(-1, 0, 0); glEnd(); glPopMatrix(); //绘制分针 glColor3f(1.f,0.f,0.f); glPushMatrix();
第一章绪论 概念:计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、 图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理; 计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系; 计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。 第二章图形设备 图形输入设备:有哪些。 图形显示设备:CRT的结构、原理和工作方式。 彩色CRT:结构、原理。 随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。 图形显示子系统:分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念,分辨率的计算 第三章交互式技术 什么是输入模式的问题,有哪几种输入模式。 第四章图形的表示与数据结构 自学,建议至少阅读一遍 第五章基本图形生成算法 概念:点阵字符和矢量字符; 直线和圆的扫描转换算法; 多边形的扫描转换:有效边表算法; 区域填充:4/8连通的边界/泛填充算法;
内外测试:奇偶规则,非零环绕数规则; 反走样:反走样和走样的概念,过取样和区域取样。 5.1.2 中点 Bresenham 算法(P109) 5.1.2 改进 Bresenham 算法(P112) 习题答案
习题5(P144) 5.3 试用中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。(P111) 解: k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最大位移方向 故有 构造判别式: 推导d各种情况的方法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q): 所以有: y Q-kx Q-b=0 且y M=y Q d=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M) 所以,当k<0, d>0时,M点在Q点右侧(Q在M左),取左点 P l(x i-1,y i+1)。 d<0时,M点在Q点左侧(Q在M右),取右点 Pr(x i,y i+1)。 d=0时,M点与Q点重合(Q在M点),约定取右点 Pr(x i,y i+1) 。 所以有 递推公式的推导: d2=f(x i-1.5,y i+2) 当d>0时, d2=y i+2-k(x i-1.5)-b 增量为1+k =d1+1+k
计算机图形学实验指导(一) –OpenGL基础 1.综述 这次试验的目的主要是使大家初步熟悉OpenGL这一图形系统的用法,编程平台是Visual C++,它对OpenGL提供了完备的支持。 尽管OpenGL包括渲染命令,但却独立于任何窗口系统和操作系统。因此,OpenGL并不包括用来打开窗口以及从键盘或鼠标读取事件的命令。在这里,我们应用GLUT库简化Windows窗口操作。 2.准备GLUT库 下载glut压缩包后,解压,把glut32.dll放在Windows的system32目录下,将glut32.lib 放在C:\program files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib目录中,将glut.h放在C:\program files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL目录中 2.在VC中新建项目 新建一个项目。 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Win32 Console Application项,然后填入你自己的Project name,回车即可。VC为你创建一个工作区(WorkSpace),你的项目就放在这个工作区里。 为项目添加文件 为了使用OpenGL,我们需要在项目中加入相关的Lib文件:glut32.lib 选中菜单Project->Settings项,在link选项卡中的Object/Library modules栏中加入glut32.lib。 选择菜单File中的New选项,弹出一个分页的对话框,选中页Files中的C++sourcefile,填入文件名,钩选添加到刚才建的那个工程里,然后就可以开始编程了。 3.一个OpenGL的例子 #include
实验一 实验目的:生成彩色立方体 实验代码://ColorCube1.java import java.applet.Applet; //可以插入html import java.awt.BorderLayout; //窗口采用BorderLayout方式布局import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame; //application import com.sun.j3d.utils.geometry.ColorCube;//调用生成ColorCube的Utility import com.sun.j3d.utils.geometry.Primitive; import com.sun.j3d.utils.universe.*; //观测位置的设置 import javax.media.j3d.*; //核心类 import javax.vecmath.*; //矢量计算 import com.sun.j3d.utils.behaviors.mouse.*; public class ColorCube1 extends Applet { public BranchGroup createSceneGraph() { BranchGroup objRoot=new BranchGroup(); //BranchGroup的一个对象objRoot(放置背景、灯光)BoundingSphere bounds=new BoundingSphere(new Point3d(0.0,0.0,0.0),100.0);//有效范围 TransformGroup objTrans=new TransformGroup(); objTrans.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE); objTrans.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_READ); objRoot.addChild(objTrans); MouseRotate behavior = new MouseRotate(); behavior.setTransformGroup(objTrans); objRoot.addChild(behavior); behavior.setSchedulingBounds(bounds); MouseZoom behavior2 = new MouseZoom(); behavior2.setTransformGroup(objTrans); objRoot.addChild(behavior2); behavior2.setSchedulingBounds(bounds); MouseTranslate behavior3 = new MouseTranslate(); behavior3.setTransformGroup(objTrans); objRoot.addChild(behavior3); behavior3.setSchedulingBounds(bounds);
O p enGL的基本程序结构 常用的程序设计语言,如C、C++、Pascal、Fortran和Java等,都支持OpenGL的开发。这里只讨论C版本下OpenGL的语法。 程序的基本结构 OpenGL程序的基本结构可分为三个部分: 第一部分是初始化部分。主要是设置一些OpenGL的状态开关,如颜色模式(RGBA或ALPHA)的选择,是否作光照处理(若有的话,还需设置光源的特性),深度检验,裁剪等等。这些状态一般都用函数glEnable(???), glDisable(???)来设置,???表示特定的状态。 第二部分设置观察坐标系下的取景模式和取景框位置大小。主要利用了三个函数: 函数void glViewport(left,top,right,bottom):设置在屏幕上的窗口大小,四个参数描述屏幕窗口四个角上的坐标(以象素表示); 函数void glOrtho(left,right,bottom,top,near,far):设置投影方式为正交投影(平行投影),其取景体积是一个各面均为矩形的六面体; 函数void gluPerspective(fovy,aspect,zNear,zFar):设置投影方式为透视投影,其取景体积是一个截头锥体。
第三部分是OpenGL的主要部分,使用OpenGL的库函数构造几何物体对象的数学描述,包括点线面的位置和拓扑关系、几何变换、光照处理等等。 以上三个部分是OpenGL程序的基本框架,即使移植到使用MFC的Windows程序中,也是如此。只是由于Windows自身有一套显示方式,需要进行一些必要的改动以协调这两种不同显示方式。 OpenGL基本函数均使用gl作为函数名的前缀,如glClearColor();实用函数则使用glu作为函数名的前缀,如gluSphere()。 OpenGL基本常量的名字以GL_开头,如GL_LINE_LOOP;实用常量的名字以GLU_开头,如GLU_FILL。一些函数如glColor* ()(定义颜色值),函数名后可以接不同的后缀以支持不同的数据类型和格式。如glColor3b(...)、glColor3d(...)、 glColor3f(...)和 glColor3bv(...)等,这几个函数在功能上是相似的,只是适用于不同的数据类型和格式,其中3表示该函数带有三个参数,b、d、f分别表示参数的类型是字节型、双精度浮点型和单精度浮点型,v则表示这些参数是以向量形式出现的。 OpenGL定义了一些特殊标识符,如GLfloat,GLvoid。它们其实就是C中的 float和void。在gl.h文件中可以看到以下定义: …… typedef float GLfloat; typedef void GLvoid; ……
1.列举计算机图形学的主要研究内容。 计算机中图形的表示方法、图形的计算、图形的处理和图形的显示。 图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。 2.常用的图形输出设备是什么? 显示器(CRT、LCD、等离子)、打印机、绘图仪等。 2.常用的图形输入设备是什么? 键盘、鼠标、跟踪球、空间球、数据手套、光笔、触摸屏、扫描仪等。 3.列出3种图形软件工具。 AutoCAD、SolidWorks、UG、ProEngineer、CorelDraw、Photoshop、PaintShop、Visio、3DMAX、MAYA、Alias、Softimage等。 错误:CAD 4.写出|k|>1的直线Bresenham画线算法。 d d d d 设直线方程为:y=kx+b,即x=(y-b)/k,有x i+1=x i+(y i+1-y i)/k=x i+1/k,其中k=dy/dx。因为直线的起始点在象素中心,所以误差项d的初值d0=0。y下标每增加1,d的值相应递增1/k,即d=d+1/k。一旦d≥1,就把它减去1,这样保证d在0、1之间。 ●当d≥0.5时,最接近于当前象素的右上方象素(xi+1,y i+1),x方向加1,d减 去1; ●而当d<0.5时,更接近于上方象素(x i,yi+1)。
为方便计算,令e=d-0.5,e的初值为-0.5,增量为1/k。 ●当e≥0时,取当前象素(x i,y i)的右上方象素(xi+1,y i+1),e减小1; ●而当e<0时,更接近于上方象素(xi,yi+1)。 voidBresenhamline (int x0,int y0,intx1, inty1,int color) { int x,y,dx,dy; float k,e; dx= x1-x0, dy = y1-y0,k=dy/dx; e=-0.5, x=x0, y=y0; for (i=0; i≤dy; i++) {drawpixel(x, y,color); y=y+1,e=e+1/k; if (e≥0) { x++, e=e-1;} } } 4.写出|k|>1的直线中点画线算法。 构造判别式:d=F(M)=F(xp+0.5,y p+1)=a(x p+0.5)+b(yp+1)+c ●当d<0,M在Q点左侧,取右上方P2为下一个象素; ●当d>0,M在Q点右侧,取上方P1为下一个象素; ●当d=0,选P1或P2均可,约定取P1为下一个象素;
#include
glPopMatrix(); glPushMatrix(); glTranslatef(0,0,3.5); glScalef(5,4,1); glutSolidCube(1.0); glPopMatrix(); //leg1 glPushMatrix(); glTranslatef(1.5,1,1.5); Draw_Leg(); glPopMatrix(); //leg2 glPushMatrix(); glTranslatef(-1.5,1,1.5); Draw_Leg(); glPopMatrix(); //leg3 glPushMatrix(); glTranslatef(1.5,-1,1.5); Draw_Leg(); glPopMatrix(); //leg4 glPushMatrix(); glTranslatef(-1.5,-1,1.5); Draw_Leg(); glPopMatrix(); } void updateView(int width,int height) { glViewport(0,0,width,height);//reset the current viewport glMatrixMode(GL_PROJECTION);//select the projection matrix glLoadIdentity();//reset the projection matrix float whRatio=(GLfloat)width/(GLfloat)height; if(bPersp) { //todo when 'p'operation ,hint:use function glupersPective } else glOrtho(-3,3,-3,3,-100,100); glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//select the modelview matrix
wp.h #include
计算机图形学实验报告信息学院计算机专业20081060183 周建明 综括: 利用计算机编程语言绘制图形,主要实现以下内容: (1)、中点算法生成任意斜率直线,并设置线型线宽。 (2)、中点算法生成圆 (3)、中点算法生成椭圆 (4)、扫描算法实现任意多边形填充 (5)、Cohen_Sutherland裁剪 (6)、自由曲线与曲面的绘制 (7)、二维图形变换 (8)、三视图变换 实验一、直线的生成 一、实验内容 根据提供的程序框架,修改部分代码,完成画一条直线的功能(中点画线法或者Bresenham画线法任选一),只要求实现在第一象限内的直线。 二、算法原理介绍 双击直线生成.dsw打开给定的程序,或者先启动VC++,文件(file)→打开工作空间(open workspace)。打开直线生成view.cpp,按注释改写下列函数: 1.void CMyView::OnDdaline() (此为DDA生成直线) 2.void CMyView::OnBresenhamline()(此为Bresenham画直线) 3.void CMYView::OnMidPointLine()(此为中点画线法) 三、程序源代码 1.DDA生成直线画法程序: float x,y,dx,dy,k; dx=(float)(xb-xa); dy=(float)(yb-ya); k=dy/dx; x=xa; y=ya;
if(abs(k)<1) { for (x=xa;x<=xb;x++) { pdc->SetPixel(x, int(y+0.5),COLOR); y=y+k; } } if(abs(k)>=1) { for(y=ya;y<=yb;y++) { pdc->SetPixel(int(x+0.5),y,COLOR); x=x+1/k; } } //DDA画直线结束 } 2.Bresenham画直线源程序: float b,d,xi,yi; int i; float k; k=(yb-ya)/(xb-xa); b=(ya*xb-yb*xa)/(xb-xa); if(k>0&&k<=1) for(i=0;i
OpenGL入门教程 1.第一课: 说起编程作图,大概还有很多人想起TC的#include