计算机图形学 实验 利用OpenGL实现图形的平移、旋转、缩放

计算机图形学实验报告姓名：学号：班级：目录实验一OpenGL程序结构练习 (3)实验二基本图形生成 (6)实验三交互式控制 (9)实验四图形基本变换 (12)实验五三维图形生成及显示 (15)实验六三维图形生成及显示 (19)实验一OpenGL程序结构练习【实验目的】1.熟悉C语言环境下OpenGL的使用方法；2.了解OpenGL程序的基本结构。

【实验原理】绝大多数OpenGL程序具有类似的结构，包含下述函数main():定义回调函数，打开一个或多个具有指定属性的窗口，进入事件循环（最后一条可执行语句）init():设置状态变量、视图、属性、回调、显示函数、输入和窗口函数#include <GL/glut.h> // glut.h includes gl.h and glu.hvoid display(){ ……}void init(){ ……}int main( intargc, char **argv){ ……}【实验内容】1.了解程序中各个结构的功能；2.用OpenGL生成三角形。

【实验步骤及结果】1.导入OpenGL的glut32.lib和glut.h文件：将.lib文件存放到C 语言程序文件夹的Library下，.h文件放到Include下；导入应用程序扩展文件glut32.dll，存放到system文件夹下。

2.打开VC 6.0，新建工程，并命名为text1，如图1.图 13.在工程text1下新建源文件，并命名为text1.cpp。

4.编写代码并编译链接，如图2所示。

图 25.运行，结果如图3所示。

图 3实验二基本图形生成【实验目的】1.熟悉OpenGL的程序结构，并了解各部分的功能。

2.学会应用OpenGL语言绘制出点，线，多边形。

【实验原理】1.GLUT函数glutInit使得应用程序可以获取命令行参数并初始化系统。

glutInitDisplayMode设置窗口的属性、RGB颜色、单缓冲区、属性按照逻辑或组合在一起。

实验报告几何变换实验实验报告：几何变换实验引言：几何变换是计算机图形学中的重要概念，它可以改变图像的形状、位置和大小。

在本次实验中，我们将通过对几何变换的实际操作，深入了解几何变换的原理和应用。

一、实验目的本次实验的主要目的是探究几何变换在图像处理中的应用，具体包括平移、旋转、缩放和翻转等几何变换操作。

通过实际操作和观察，我们将了解几何变换对图像的影响，并学习如何使用计算机编程实现这些变换。

二、实验材料和方法1. 实验材料：- 一台计算机- 图像处理软件（如Photoshop、GIMP等）- 编程软件（如Python、MATLAB等）2. 实验方法：- 步骤一：选择一张图片作为实验对象，并导入到图像处理软件中。

- 步骤二：使用图像处理软件进行平移操作，观察图像的位置变化。

- 步骤三：使用图像处理软件进行旋转操作，观察图像的旋转效果。

- 步骤四：使用图像处理软件进行缩放操作，观察图像的大小变化。

- 步骤五：使用图像处理软件进行翻转操作，观察图像的翻转效果。

- 步骤六：使用编程软件编写程序，实现上述几何变换操作，并观察结果。

三、实验结果与分析1. 平移操作：在实验中，我们发现通过平移操作，可以将图像在水平和垂直方向上进行移动。

通过调整平移的距离和方向，我们可以改变图像在画布上的位置。

这种操作常用于图像的对齐和拼接等应用中。

2. 旋转操作：旋转操作可以改变图像的角度和方向。

通过调整旋转的角度和中心点，我们可以使图像以不同的角度进行旋转。

这种操作常用于图像的矫正、仿射变换等应用中。

3. 缩放操作：缩放操作可以改变图像的大小。

通过调整缩放的比例，我们可以使图像变得更大或更小。

这种操作常用于图像的放大、缩小、裁剪等应用中。

4. 翻转操作：翻转操作可以改变图像的方向。

通过水平或垂直翻转，我们可以使图像在左右或上下方向发生镜像反转。

这种操作常用于图像的镜像处理、对称效果等应用中。

四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了几何变换在图像处理中的应用。

基于OpenGL的三维动画效果设计与实现OpenGL是一种跨平台的图形库，广泛应用于计算机图形学、游戏开发和虚拟现实等领域。

在OpenGL的基础上，可以实现各种精美的三维动画效果，如逼真的光影效果、自然的物理模拟和华丽的特效等。

本文将介绍如何基于OpenGL实现三维动画效果。

一、OpenGL简介OpenGL（Open Graphics Library）是一种跨平台的图形库，可以用于开发高性能的3D图形应用程序。

它提供了一套标准的API，程序员可以使用OpenGL库里的函数来绘制各种图形，包括点、线、三角形等。

OpenGL的主要优点是跨平台，程序可以在不同的操作系统和硬件上运行，并且不需要对程序做太多的修改。

二、OpenGL开发环境在开始OpenGL开发之前，需要配置正确的开发环境。

OpenGL的开发环境包括编程语言、OpenGL库、窗口系统和OpenGL的开发工具等。

编程语言：OpenGL支持多种编程语言，如C/C++、Java、Python等。

其中，C/C++是最常用的开发语言，因为它可以直接调用OpenGL的函数库。

OpenGL库：OpenGL库是开发OpenGL程序时必须的工具，它包含了OpenGL 的所有函数和常量。

窗口系统：OpenGL需要一个可视化的窗口系统，用来显示图形界面。

常用的窗口系统有Windows、Linux和MacOS等。

开发工具：开发OpenGL程序需要使用各种IDE和编辑器，如Visual Studio、CodeBlocks和Eclipse等。

三、实现三维动画效果的基础知识1.三维坐标系OpenGL使用右手坐标系表示三维坐标系，其中x轴向右，y轴向上，z轴向外。

2.矩阵变换OpenGL可以通过矩阵变换来实现图形的移动、旋转、缩放等操作。

常用的变换矩阵包括平移矩阵、旋转矩阵和缩放矩阵。

3.光照模型光照模型是OpenGL中重要的概念之一，它用来计算光源对物体的影响。

其中，主要包括光源的位置、光线的颜色和强度等因素。

计算机图形学实验报告学号：********姓名：班级：计算机 2班指导老师：***2010.6.19实验一、Windows 图形程序设计基础1、实验目的1）学习理解Win32 应用程序设计的基本知识（SDK 编程）；2）掌握Win32 应用程序的基本结构（消息循环与消息处理等）； 3）学习使用VC++编写Win32 Application 的方法。

4）学习MFC 类库的概念与结构；5）学习使用VC++编写Win32 应用的方法（单文档、多文档、对话框）；6）学习使用MFC 的图形编程。

2、实验内容1）使用WindowsAPI 编写一个简单的Win32 程序，调用绘图API 函数绘制若干图形。

（可选任务）2 ）使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序，窗口内显示"Hello,Thisis my first SDI Application"。

（必选任务）3）利用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序，在文档视口内绘制基本图形（直线、圆、椭圆、矩形、多边形、曲线、圆弧、椭圆弧、填充、文字等），练习图形属性的编程（修改线型、线宽、颜色、填充样式、文字样式等）。

定义图形数据结构Point\Line\Circle 等保存一些简单图形数据（在文档类中），并在视图类OnDraw 中绘制。

3、实验过程1）使用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,选择单文档；2）在View类的OnDraw（）函数中添加图形绘制代码，说出字符串“Hello,Thisis my first SDI Application”，另外实现各种颜色、各种边框的线、圆、方形、多边形以及圆弧的绘制；3）在类视图中添加图形数据point_pp,pp_circle的类，保存简单图形数据，通过在OnDraw（）函数中调用，实现线、圆的绘制。

4、实验结果正确地在指定位置显示了"Hello,This is my first SDI Application"字符串，成功绘制了圆，椭圆，方形，多边形以及曲线圆弧、椭圆弧，同时按指定属性改绘了圆、方形和直线。

《计算机图形学基础》实验3OpenGL中的实体模型与层次模型一、实验目的及要求1．掌握GLUT库中的多面体函数的绘制方法；2．掌握GLUT库中的二、三次曲面的绘制方法；3．掌握绘制实体或线框模型的绘制方法；4．掌握显示列表的用法；二、实验环境主要是软件开发环境：VC 6.0三、实验内容1.利用OpenGL绘制简单多面体、二次及三次曲线的例子。

2.利用OpenGL绘制奥运五环标志。

四、实验结果1、利用OpenGL绘制简单多面体、二次及三次曲线的例子。

2、利用OpenGL绘制奥运五环标志五、程序代码1、利用OpenGL绘制简单多面体、二次及三次曲线#include <gl/glut.h>static GLsizei iMode = 1;static GLfloat xRot = 0.0f; //x方向旋转参数static GLfloat yRot = 0.0f; //y方向旋转参数GLUquadricObj *obj; //二次曲面对象void Initial(void){glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);obj = gluNewQuadric( );gluQuadricDrawStyle(obj, GLU_LINE); //以线框方式绘制二次曲面对象}void ChangeSize(int w, int h){glViewport(0, 0, w, h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D (-1.5f, 1.5f, -1.5f, 1.5f);}void Display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();glRotatef(xRot, 1.0f, 0.0f, 0.0f); //旋转图形glRotatef(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f); //旋转图形//指定需要绘制的图元switch(iMode) {case 1:glutWireTetrahedron(); break;case 2:glutSolidTetrahedron(); break;case 3:glutWireOctahedron(); break;case 4:glutSolidOctahedron(); break;case 5:glutWireSphere(1.0f,15,15); break;case 6:glutSolidSphere(1.0f,15,15); break;case 7:glutWireTeapot(1.0f); break;case 8:glutSolidTeapot(1.0f); break;case 9:gluSphere(obj, 1.0f, 15, 15); break;case 10:gluCylinder(obj,1.0f,0.0f,1.0f,15,15);break;case 11:gluPartialDisk(obj,0.3f,0.8f,15,15,30.0f,260.0f); break;default: break;}glFlush();}void ProcessMenu(int value){iMode = value;glutPostRedisplay();}void SpecialKeys(int key, int x, int y){if(key == GLUT_KEY_UP) xRot-= 5.0f;if(key == GLUT_KEY_DOWN) xRot += 5.0f;if(key == GLUT_KEY_LEFT) yRot -= 5.0f;if(key == GLUT_KEY_RIGHT) yRot += 5.0f;if(xRot > 356.0f) xRot = 0.0f;if(xRot < -1.0f) xRot = 355.0f;if(yRot > 356.0f) yRot = 0.0f;if(yRot < -1.0f) yRot = 355.0f;glutPostRedisplay();}int main(int argc, char* argv[]){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize(400,400);glutInitWindowPosition(100,100);glutCreateWindow("OpenGL模型绘制函数示例");//创建菜单并定义菜单回调函数int nGlutPolyMenu = glutCreateMenu(ProcessMenu);glutAddMenuEntry("线框正四面体",1); //创建GLUT多面体绘制菜单glutAddMenuEntry("实体正四面体",2);glutAddMenuEntry("线框正八面体",3);glutAddMenuEntry("实体正八面体",4);int nGlutCurveMenu = glutCreateMenu(ProcessMenu); //创建GLUT曲面绘制菜单glutAddMenuEntry("线框球面",5);glutAddMenuEntry("实体球面",6);glutAddMenuEntry("线框茶壶",7);glutAddMenuEntry("实体茶壶",8);int nGluCurveMenu = glutCreateMenu(ProcessMenu); //创建GLU曲面绘制菜单glutAddMenuEntry("线框球面",9);glutAddMenuEntry("线框圆锥面",10);glutAddMenuEntry("线框圆环面",11);int nMainMenu = glutCreateMenu(ProcessMenu); //创建主菜单glutAddSubMenu("GLUT多面体", nGlutPolyMenu);glutAddSubMenu("GLUT曲面", nGlutCurveMenu);glutAddSubMenu("GLU曲面", nGluCurveMenu);glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);glutDisplayFunc(Display);glutReshapeFunc(ChangeSize);glutSpecialFunc(SpecialKeys);Initial();glutMainLoop();return 0;}2、利用OpenGL绘制奥运五环标志#include <gl/glut.h>GLuint OlympicRings;void Initial(void){glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);OlympicRings = glGenLists(1);glNewList(OlympicRings, GL_COMPILE);glColor3f(1.0, 1.0, 0.0);glTranslatef(-22.0, 0.0, 0.0);glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); //绘制黄色环glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);glTranslatef(44.0, 0.0, 0.0);glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); //绘制绿色环glColor3f(0.0, 0.0, 0.0);glTranslatef(-22.0, 30.0, 0.0);glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); //绘制黑色环glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);glTranslatef(-42.0, 0.0, 0.0);glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); //绘制蓝色环glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);glTranslatef(84.0, 0.0, 0.0);glutSolidTorus(0.5, 20.0, 15, 50); //绘制红色环glEndList();}void ChangeSize(int w, int h){glViewport(0, 0, w, h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D (-70.0f, 70.0f, -70.0f, 70.0f);}void Display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();glCallList(OlympicRings); //调用显示列表glFlush();}int main(int argc, char* argv[]){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize(400,400);glutInitWindowPosition(100,100);glutCreateWindow("OpenGL模型绘制函数示例");glutDisplayFunc(Display);glutReshapeFunc(ChangeSize);Initial();glutMainLoop();return 0;}六、心得体会多面体画出来，如果函数引用缺少一部分，那么会很小。

实验1 OpenGL初识一、实验目的：熟悉编程环境；了解光栅图形显示器的特点；了解计算机绘图的特点；利用VC+OpenGL作为开发平台设计程序，以能够在屏幕上生成任意一个像素点为本实验的结束。

二、实验内容：（1）了解和使用VC的开发环境，理解简单的OpenGL程序结构。

（2）掌握OpenGL提供的基本图形函数，尤其是生成点的函数。

三、该程序的作用是在一个黑色的窗口中央画一个矩形、三角形和三个点，如图所示。

下面对各行语句进行说明：首先，需要包含头文件#include <GL/glut.h>，这是GLUT的头文件。

然后看main函数。

int main(int argc, char *argv[])，这个是带命令行参数的main函数。

这种以glut开头的函数都是GLUT工具包所提供的函数，下面对用到的几个函数进行介绍；1）glutInit，对GLUT进行初始化，这个函数必须在其它的GLUT使用之前调用一次。

其格式比较固定，一般都是glutInit(&argc, argv)就行；2) glutInitDisplayMode，设置显示方式，其中GLUT_RGB表示使用RGB颜色，与之对应的还有GLUT_INDEX（表示使用索引颜色）。

GLUT_SINGLE表示使用单缓冲，与之对应的还有GLUT_DOUBLE（使用双缓冲）。

更多信息，以后的实验教程会有讲解介绍；3) glutInitWindowPosition，设置窗口在屏幕中的位置；4) glutInitWindowSize，设置窗口的大小；5) glutCreateWindow，根据前述设置的信息创建窗口。

参数将被作为窗口的标题。

注意：窗口被创建后，并不立即显示到屏幕上。

需要调用glutMainLoop才能看到窗口；6) glutDisplayFunc，设置一个函数，当需要进行画图时，这个函数就会被调用。

（暂且这样理解）；7) glutMainLoop，进行一个消息循环。

计算机图形学基础实验报告院系：计算机科学学院班级：2012级4班姓名：彭晓学号：21209010434实验二直线生成算法的实现1．实验目的：理解基本图形元素光栅化的基本原理，掌握一种基本图形元素光栅化算法，利用OpenGL 实现直线光栅化的DDA算法。

2．实验内容：（1）根据所给的直线光栅化的示范源程序，在计算机上编译运行，输出正确结果；（2）指出示范程序采用的算法，以此为基础将其改造为中点线算法或Bresenham算法，写入实验报告；（3）根据示范代码，将其改造为圆的光栅化算法，写入实验报告；（4）了解和使用OpenGL的生成直线的命令，来验证程序运行结果。

3．实验原理：示范代码原理参见教材直线光栅化一节中的DDA算法。

下面介绍下OpenGL画线的一些基础知识和glutReshapeFunc()函数。

（1）数学上的直线没有宽度，但OpenGL的直线则是有宽度的。

同时，OpenGL的直线必须是有限长度，而不是像数学概念那样是无限的。

可以认为，OpenGL的“直线”概念与数学上的“线段”接近，它可以由两个端点来确定。

这里的线由一系列顶点顺次连结而成，有闭合和不闭合两种。

前面的实验已经知道如何绘“点”，那么OpenGL是如何知道拿这些顶点来做什么呢？是一个一个的画出来，还是连成线？或者构成一个多边形？或是做其它事情呢？为了解决这一问题，OpenGL要求：指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后，glEnd函数之前（否则指定的顶点将被忽略），并由glBegin来指明如何使用这些点。

例如：glBegin(GL_POINTS);glVertex2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(0.5f, 0.0f);glEnd();则这两个点将分别被画出来。

如果将GL_POINTS替换成GL_LINES，则两个点将被认为是直线的两个端点，OpenGL将会画出一条直线。

还可以指定更多的顶点，然后画出更复杂的图形。

计算机图形学实验报告2计算机图形学实验报告实验⼆、三维⽹格模型光顺⼀、实验⽬的与基本要求：（1）掌握Obj⽂件的读⼊；（2）利⽤给定的数据结构类，建⽴读⼊⽹格模型数据结构；（3）利⽤OpenGL类库，对三维模型进⾏绘制；（4）利⽤OpenGL类库，增加采⽤⿏标交互⽅式对三维模型进⾏旋转、放缩、平移等操作；（5）实现Laplacian⽅法的三维模型光顺操作，并观察三维模型光顺过程；⼆、实验设备（环境）及要求1. 操作系统：Windows XP 或Windows 72. 编程环境：Microsoft Visual Studio 2010，OpenGL 库函数3. 界⾯框架：Win32，MFC，QT选择其中⼀种三、实验内容与步骤实验分为以下⼏个步骤：（1）掌握Obj⽂件的读⼊顶点和⾯的个数；（2）建⽴数组存储点的坐标及⾯上的点数；（3）存储顶点的邻接⾯数，并记录每个顶点周围的邻接点（4）计算每个⾯的法向利⽤OpenGL类库，增加采⽤⿏标交互⽅式对三维模型进⾏旋转、放缩、平移等操作；（5）利⽤⾯法向及顶点坐标进⾏绘制⼏何体（6）实现⿏标对物体旋转、平移、缩放的算法（7）实现Laplacian⽅法的三维模型光顺操作，并观察三维模型光顺过程；四、实现过程说明及成果展⽰：（1）掌握Obj⽂件的读⼊顶点和⾯的个数；由于obj⽂件的存储形式是v x1 x2 x3;…f v1 v2 v3;…这种形式，所以在记录点和⾯的数量时，只需按⾏读取，然后再判断⾸字母是v/f即可实现代码如下：（2）建⽴数组存储点的坐标及⾯上的点数；数组的⼤⼩由点数和⾯数决定，点数组和⾯数组均由0开始记录，故后⾯再⽤⾯对应点的时候，由于⾯上点是从1开始记录，故需要减1然后使⽤，代码如下：（3）存储顶点的邻接⾯数，并记录每个顶点周围的邻接点记录点邻接⾯的是新建⼀个数组，在读⾯的时候，将该⾯的序号存⼊对应点的数组中，然后再在每个⾯上取⼀点，记录到点的邻接点数组中，在每个⾯上取得的点为向外右⼿⽅向的下⼀个点，实现代码如下：（4）计算每个⾯的法向计算⾯的法向⽅式为⾯上右⼿⽅向上的两向量的叉乘得到，即所⽤代码为：（8）利⽤⾯法向及顶点坐标进⾏绘制⼏何体⽤法向绘制的⽅式是先⽤glNormal3fv(v)指出⾯的法向;再⽤glVertex3f传⼊⾯上点的坐标；由于我将glNormal3fv(v）中写在算法向所以我直接对此直接调⽤即可，代码如下：（9）实现⿏标对物体旋转、平移、缩放的算法平移：利⽤Transform函数和键盘事件来改变参数，w,s,a,d分别控制绘制的kitty猫的上下左右的移动：实现代码如下：旋转：利⽤gllookat();函数设定了观察⾓度，并⽤⿏标事件改变参数，⽤实现观察视⾓的变化实现物体的旋转，代码如下：缩放：运⽤glScalef⽅法和键盘事件改变参数，实现物体的放⼤和缩⼩，代码如下：（10）实现Laplacian⽅法的三维模型光顺操作，并观察三维模型光顺过程；Laplacian⽅法的原理是利⽤⽬标点与其所有邻接点平均后的点的差向量，对⽬标点的坐标进⾏变换的过程，具体⽅法是：①建⽴每个点的邻接顶点数组，存储每个点的邻接点②对每个顶点的邻接点进⾏求平均，即将邻接点的坐标求和后除以邻接点个数，从⽽得到邻接平均点③得到优化向量优化向量= 邻接平均点-⽬标点④设定优化度参数λ，得到优化后的新坐标新坐标= ⽬标点+ λ*优化向量在程序中，对于第num个顶点，我设定的变量为邻接平均点v0优化向量l新坐标数组vNewArr具体代码如下：五、结果展⽰及说明计算⾯法向后直接绘制（未光顺）：光顺进⾏⼀次后光顺多次后利⽤点绘制结果为旋转后缩放后平移后六、⼼得体会(1)计算⾯法向时法向量的⽅向没有运⽤右⼿⽅向，导致有的⾯法向向⾥，从⽽出现雪花(2)在运⽤Laplacian算法进⾏求邻接平均点时未初始化邻接平均点数组，导致平均点的累加从⽽出现越光顺越粗糙的现象(3)在obj⽂件中⾯对应顶点数和顶点数组的标号相差1.在运⽤的时候需减1，⾯从1开始记顶点，顶点数组从0开始记顶点七、实验代码#define GLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK#include#include#include#include#include#include#include#includeusing namespace std;int v_num = 0; //记录点的数量int f_num = 0; //记录⾯的数量int vn_num = 0;//记录法向量的数量int vt_num = 0;GLfloat **vArr; //存放点的⼆维数组GLfloat **vNewArr;//存放点的⼆维数组int **fvArr; //存放⾯顶点的⼆维数组GLfloat **fnArr;//存放⾯法向量的⼆维数组int **ftArr;int **vfArr;//存放顶点临接的⾯数的数组int **nextVArr;//存放下⼀个临界顶点的数组GLfloat **vnArr;//存放点法向量的⼆维数组string s1, s2, s3, s4;GLfloat f2, f3, f4;int num1, num2, num3;typedef GLfloat point3[3];point3 x, y,l;//平⾯上的两个向量x,y和拉普拉斯向量lstatic GLfloat theta[] = { 0.0,0.0,0.0 };static GLint axis = 2;static GLdouble viewer[] = { 0.0, 0.0, 5.0 }; /* initial viewer location */ static GLdouble Tran[] = { 0.0,0.0,0.0 }; static GLdouble sca = 1.0;void getLineNum(string addrstr) //获取点和⾯的数量{ifstream infile(addrstr.c_str()); //打开指定⽂件if (!infile) {cout <<"open error!"<< endl;}string sline;//每⼀⾏int i = 0, j = 0;while (getline(infile, sline)) //从指定⽂件逐⾏读取{if (sline[0] == 'v'){v_num++;}if (sline[0] == 'f'){f_num++;}}}int readfile(string addrstr) //将⽂件内容读到数组中去{//getLineNum(addrstr);//new⼆维数组vArr = new GLfloat*[v_num];for (int i = 0; i < v_num; i++) {vArr[i] = new GLfloat[3];}vNewArr = new GLfloat*[v_num];for (int i = 0; i < v_num; i++) {vNewArr[i] = new GLfloat[3]; }vnArr = new GLfloat*[vn_num];for (int i = 0; i < vn_num; i++) {vnArr[i] = new GLfloat[3];}vfArr = new int*[v_num];for (int i = 0; i < v_num; i++) {vfArr[i] = new int[10];for (int j = 0; j < 10; j++) { vfArr[i][j] = -1;}}nextVArr = new int*[v_num];for (int i = 0; i < v_num; i++) {nextVArr[i] = new int[10];for (int j = 0; j < 10; j++) { nextVArr[i][j] = -1; }}fvArr = new int*[f_num];fnArr = new GLfloat*[f_num];ftArr = new int*[f_num];for (int i = 0; i < f_num; i++) {fvArr[i] = new int[3];fnArr[i] = new GLfloat[3];ftArr[i] = new int[10];}ifstream infile(addrstr.c_str()); if (!infile) { cout <<"open error!"<< endl;exit(1);}string sline;//每⼀⾏int ii = 0, jj = 0, kk = 0, mm = 0;while (getline(infile, sline)){if (sline[0] == 'v')//存储点{istringstream sin(sline);sin >> s1 >> f2 >> f3 >> f4;vArr[ii][0] = f2;vArr[ii][1] = f3;vArr[ii][2] = f4;ii++;}if (sline[0] == 'f') //存储⾯{istringstream in(sline);GLfloat a;in >> s1>>num1>>num2>>num3;//去掉f fvArr[kk][0] = num1;fvArr[kk][1] = num2;fvArr[kk][2] = num3;for (int i = 0; i < 10; i++) {if (vfArr[num1-1][i] == -1) {vfArr[num1-1][i] = kk;nextVArr[num1-1][i] = num2;break;}}for (int j = 0; j < 10; j++) {if (vfArr[num2-1][j] == -1) {vfArr[num2-1][j] = kk;nextVArr[num2-1][j] = num3;break;}}for (int i = 0; i < 10; i++) {if (vfArr[num3-1][i] == -1) {vfArr[num3-1][i] = kk;nextVArr[num3-1][i] = num1;break;}}kk++;}}return 0;}//计算⾯法向void nomal(point3p) {/*⽮量的归⼀化*///double sqrt();float d = 0.0;int i;for (i = 0; i < 3; i++)d += p[i] * p[i];d = sqrt(d);if (d > 0.0)for (i = 0; i < 3; i++)p[i] /= d;}void getFaceNormal(point3A, point3B, point3C) { x[0] = C[0] - A[0]; x[1] = C[1] - A[1];x[2] = C[2] - A[2];y[0] = A[0] - B[0];y[1] = A[1] - B[1];y[2] = A[2] - B[2];point3 v;v[0] = x[1] * y[2] - x[2] * y[1];v[1] = x[2] * y[0] - x[0] * y[2];v[2] = x[0] * y[1] - x[1] * y[0];nomal(v);glNormal3fv(v);}void Laplacian() {for (int num = 0; num < v_num; num++) {int m = 0;//求得点的邻接⾯数for (int i = 0; i < 10; i++) {if (nextVArr[num][i] != -1) {m++;}else {break;}}point3 v0;for (int i = 0; i < 3; i++) {v0[i] = 0;}for (int i = 0; i < m; i++) {v0[0] += vArr[nextVArr[num][i] - 1][0];v0[1] += vArr[nextVArr[num][i] - 1][1];v0[2] += vArr[nextVArr[num][i] - 1][2];}if (m != 0) {for (int i = 0; i < 3; i++)v0[i] /= m;}l[0] = v0[0] - vArr[num][0];l[1] = v0[1] - vArr[num][1];l[2] = v0[2] - vArr[num][2];vNewArr[num][0] = vArr[num][0] + l[0] * 0.3;vNewArr[num][1] = vArr[num][1] + l[1] * 0.3;vNewArr[num][2] = vArr[num][2] + l[2] * 0.3;}for (int i = 0; i < v_num; i++) {vArr[i][0] = vNewArr[i][0];vArr[i][1] = vNewArr[i][1];vArr[i][2] = vNewArr[i][2];}}void init(void){getLineNum("H:\\kitten_noisy.obj");readfile("H:\\kitten_noisy.obj");double viewer[] = { 0.0, 0.0, 8.0 }; /* initial viewer location */GLfloat mat_specular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };GLfloat mat_shininess[] = { 50.0 };//材料的镜⾯指数，其值越⼤越精细GLfloat light_position[] = { 1.0, 1.0f, 1.0, 0.0 };GLfloat white_light[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };GLfloat lmodel_ambient[] = { 0.1, 0.1, 0.1, 1.0 };glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);//光源位置glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, white_light);//漫反射光源glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, white_light);//镜⾯反射光源glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);//环境光源// glEnable(glMaterialf);glEnable(GL_LIGHTING);//启动光照glEnable(GL_LIGHT0);//启⽤0度光源glEnable(GL_DEPTH_TEST);//启动深度测试/*glShadeModel(GL_SMOOTH); // Enable Smooth ShadingglClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f); // ⿊⾊背景glClearDepth(1.0f);// 深度缓冲区设置glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 允许深度测试glDepthFunc(GL_LEQUAL);// 定义深度测试类型glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST); // Really Nice Perspective Calculation */}。

高级图形图像第一次实验报告一、实验描述以及关键步骤1.opengl编程环境组建(基于VC6.0)1)下载opengl开发库文件夹；2)复制glut32.dll和glut.dll到…\windows\system32；3)复制glut.h到...\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL；4)复制glut32.lib和glut.lib到…\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib；5)新建工程后，进入Project菜单，选Settings项，弹出 Settings 对话框，选Link项，在 Libraries 栏目中加入OpenGL库：opengl32.lib glu32.lib glaux.lib。

2.基本图形绘制首先运行一个Windows环境下的一个基本OpenGL程序，直接打开60version文件夹内的工程，它将显示一个空的OpenGL窗口,可以在定制窗口大小和全屏模式下切换（按F1）,按ESC退出，该程序为以后的应用程序提供了实验平台，并预留了绘图接口。

根据教材P67-70，了解绘制函数，根据附件2提供的源码baseshape.cpp，将该文件内的场景绘制函数Drawsence()替代空窗口程序中的同名函数，修改图形绘制命令和参数，显示出点、线、矩形、三角形等，可设置不同线宽。

3.图形的二维变换根据附件3提供源码，将该文件内的场景绘制函数Drawsence()替代空窗口程序中的同名函数，通过调用glTranslate*, glRotate*,glscale*等二维变换函数实现平移、旋转、缩放等变换，通过参数操作和矩阵操作两种方式执行。

glTranslatef：在opengl中，函数glTranslatef的作用就是移动坐标原点。

glRotatef：glRotatef( angle, x, y, z )函数的作用是将当前坐标系以a( x, y, z )向量为旋转轴旋转angle角度，满足右手法则，即沿着右手握拳时四个手指指向的方向旋转。

opengles 缩放效果实现原理OpenGLES是一种用于嵌入式设备的图形库，可以实现高性能的2D 和3D图形渲染。

缩放是OpenGLES中常用的图形效果之一，它可以将图像按比例放大或缩小。

本文将介绍OpenGLES缩放效果的实现原理。

在OpenGLES中，缩放效果的实现基于变换矩阵。

变换矩阵是一个3x3的矩阵，用于对图像进行平移、旋转和缩放等操作。

在缩放效果中，只需修改变换矩阵中的缩放部分即可实现图像的缩放。

图像的缩放是通过修改顶点坐标来实现的。

顶点坐标是描述图形形状的一组点的坐标，通过将顶点坐标乘以变换矩阵，可以实现图像的缩放。

具体来说，对于一个点的坐标(x, y)，通过变换矩阵的缩放部分，可以将该点的坐标变为(x * sx, y * sy)，其中sx和sy 分别表示在x和y方向上的缩放比例。

在OpenGLES中，可以使用以下代码来进行缩放的变换矩阵的设置：```Matrix.setIdentityM(matrix, 0); // 初始化变换矩阵Matrix.scaleM(matrix, 0, sx, sy, 1.0f); // 设置缩放比例```其中，matrix是一个float类型的数组，用于存储变换矩阵；sx和sy分别表示在x和y方向上的缩放比例。

在进行图像绘制时，需要将顶点坐标与变换矩阵相乘，得到经过缩放效果处理后的顶点坐标。

具体来说，对于一个顶点的坐标(x, y)，通过变换矩阵的乘法运算，可以得到新的顶点坐标(x', y')，即：```x' = x * sxy' = y * sy```然后，使用新的顶点坐标进行图像绘制，就可以实现缩放效果。

需要注意的是，缩放比例sx和sy的取值范围通常为0到1之间，表示缩小；大于1表示放大。

如果sx和sy的值相同，则图像在x 和y方向上的缩放比例相同，保持图像的宽高比不变；如果sx和sy的值不同，则图像在x和y方向上的缩放比例不同，会改变图像的宽高比。

opengl中旋转公式推导OpenGL是一个用于渲染2D和3D图形的开放式图形库。

在OpenGL中，旋转是一种常见的变换操作，用于将对象绕某个轴旋转一定角度。

本文将推导出OpenGL中旋转的公式，并解释其原理和应用。

在OpenGL中，旋转变换是通过一个旋转矩阵来实现的。

旋转矩阵可以描述物体绕某个轴旋转一定角度后的新位置。

假设我们要将一个物体绕原点的Z轴旋转，旋转角度为θ。

那么旋转矩阵可以表示为：R = | cosθ -sinθ 0 || sinθ cosθ 0 || 0 0 1 |其中，cosθ表示θ的余弦值，sinθ表示θ的正弦值。

通过将物体的顶点坐标与旋转矩阵相乘，可以得到旋转后的新顶点坐标。

下面我们来推导一下这个旋转矩阵的公式。

假设物体的原始坐标为P(x, y, z)，旋转后的新坐标为P'(x', y', z')。

我们可以表示P为一个列向量：P = | x || y || z |旋转矩阵R作用于P，得到P'的计算公式为：P' = R * P展开矩阵乘法，可以得到：P' = | cosθ -sinθ 0 | * | x || y || z |经过计算，可以得到：x' = x * cosθ - y * sinθy' = x * sinθ + y * cosθz' = z这就是物体绕Z轴旋转θ角度后的新坐标公式。

同样的，我们可以推导出绕X轴和Y轴旋转的公式，分别为：绕X轴旋转：x' = xy' = y * cosθ - z * sinθz' = y * sinθ + z * cosθ绕Y轴旋转：x' = x * cosθ + z * sinθy' = yz' = -x * sinθ + z * cosθ这三个公式分别描述了物体绕X轴、Y轴和Z轴旋转后的新坐标计算方式。

在OpenGL中，我们可以通过调用旋转函数来实现物体的旋转变换。

计算机图形学实验报告引言计算机图形学是计算机科学中一个重要的研究领域，它涉及了计算机图像的生成、处理和显示等方面的技术。

本次实验旨在通过实际操作学习计算机图形学的相关知识，并利用图形学算法实现一些有趣的效果。

实验目的1. 了解计算机图形学的基本概念和发展历程；2. 掌握图形学中的基本几何变换，如平移、旋转和缩放等；3. 实现一些常见的图形学算法，如光照模型、三角形剪裁和绘制等。

实验准备在开始实验之前，我们需要准备一些实验所需的工具和环境。

首先，确保计算机上安装了图形学相关的软件，如OpenGL或DirectX等。

其次，为了编写和运行图形学程序，我们需要掌握基本的编程技巧，如C++或Python语言，并了解相关的图形库和API。

实验过程1. 实现平移、旋转和缩放首先，我们需要掌握图形学中的基本几何变换，如平移、旋转和缩放。

通过矩阵运算，我们可以很方便地实现这些变换。

例如，对于一个二维点P(x, y)，我们可以通过以下公式实现平移：P' = T * P其中，P'是平移后的点，T是平移矩阵。

类似地，我们可以用旋转矩阵和缩放矩阵来实现旋转和缩放效果。

2. 实现光照模型光照模型是指在计算机图形学中模拟现实光照效果的一种方法。

它可以提供更真实的视觉效果，让计算机生成的图像更加逼真。

其中，常用的光照模型有环境光照、漫反射光照和镜面光照等。

通过计算每个像素的光照强度，我们可以实现阴影效果和光源反射等功能。

3. 实现三角形剪裁三角形剪裁是计算机图形学中一种常用的几何算法，用于确定哪些像素需要绘制，哪些像素需要剔除。

通过对三角形的边界和视口进行比较，我们可以快速计算出剪裁后的三角形顶点，以提高图形渲染的效率。

4. 实现图形绘制图形绘制是计算机图形学中的核心内容，它包括了点、线和面的绘制等。

通过设定顶点坐标和属性（如颜色、纹理等），我们可以使用算法绘制出各种形状的图像。

其中，常用的绘制算法有Bresenham算法和扫描线算法等。

实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：2018.11 实验成绩：一、实验名称实验五几何变换二、实验内容1.编写程序绘制若干三维物体，将其放置在场景的不同位置，并让物体绕自身的某条轴做旋转运动；2.编写一个可在三维场景中自由移动和改变观察方向的摄像机，利用键盘和鼠标控制摄像机实现三维场景的动态漫游。

三、实验目的1.了解缩放、平移和旋转等模型变换的实现原理，掌握模型变换矩阵的使用方法，能够利用模型变换建立三维场景；2.了解视点变换的实现原理，掌握视点变换与摄像机功能的具体关系和利用视点变换矩阵构造摄像机的具体方法。

3.了解投影变换和视口变换的实现原理，掌握投影变换与视口变换在场景缩放和显示中的作用。

四、实验步骤1.建立立方体几何模型。

定义立方体顶点的位置坐标和纹理坐标，设置不同立方体在世界坐标系中的位置。

// Set up vertex data and attribute pointersGLfloat vertices[] = {-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f };// World space positions of our cubes glm::vec3 cubePositions[] = {glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f),glm::vec3(2.0f, 5.0f, -15.0f),glm::vec3(-1.5f, -2.2f, -2.5f),glm::vec3(-3.8f, -2.0f, -12.3f),glm::vec3(2.4f, -0.4f, -3.5f),glm::vec3(-1.7f, 3.0f, -7.5f),glm::vec3(1.3f, -2.0f, -2.5f),glm::vec3(1.5f, 2.0f, -2.5f),glm::vec3(1.5f, 0.2f, -1.5f),glm::vec3(-1.3f, 1.0f, -1.5f)};2.加载立方体模型的顶点数据。

华北电力大学科技学院实验报告实验名称基于OpenGL的综合性实验课程名称计算机图形学专业班级：软件07K2 学生姓名：解文龙学号：0719******** 成绩：指导老师：张荣华实验日期：2010年5月10-12日实验一：使用OpenGL及Glut库编写程序绘制二维数学曲线。

一、实验目的1.熟悉OpenGL基本图元函数的使用，进一步理解计算机图形学直线段和多边形的光栅化原理；2.熟悉OpenGL的图形几何变换函数、观察函数以及投影函数的使用，进一步理解计算机图形学中一个完整的三维绘制流程的工作原理；3.通过编程，在Visual C++环境下结合OpenGL标准图形库实现图形的几何变换（平移、旋转、缩放、对称及错切）；二、实验要求1.每个学生单独完成；2.开发语言规定为C++，平台为Visual C++；3.使用OpenGL及Glut库编写程序绘制二维数学曲线。

4.编写的一个要求程序中显式地使用后面的OpenGL函数：gluOrtho2D或gluPerspective、gluLookAT、glViewport；三、实验原理该实验基于OpenGL编写的图形绘制程序基本综合了图形绘制流程各阶段涉及的主要图形学算法及原理，所以我们设置一个因子factor，把所有的坐标值等比例缩小，这样就可以画出更多个正弦周期。

程序代码如下：#include <math.h>#include <GL/glut.h>const GLfloat factor = 0.1f;void myDisplay(void){GLfloat x;glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glBegin(GL_LINES);glV ertex2f(-1.0f, 0.0f);glV ertex2f(1.0f, 0.0f); //可以画出x轴glV ertex2f(0.0f, -1.0f);glV ertex2f(0.0f, 1.0f); //可以画出y轴glEnd();glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);glBegin(GL_LINE_STRIP);for(x=-1.0f/factor; x<1.0f/factor; x+=0.01f){glV ertex2f(x*factor, sin(x)*factor);}glEnd();glFlush();}int main(int argc, char *argv[]){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("正弦函数的图形");glutDisplayFunc(&myDisplay);glutMainLoop();return 0;}四、实验结果与数据处理Factor=0.1fFactor=0.2f五、讨论与结论修改factor的值，显示周期变化。

沈阳航空航天大学计算机图形学实验报告班级：34140102学号：20130 姓名：成绩：指导教师：实验一：OpenGL绘制球体线框图1.实验目的：本实验要求熟悉OpenGL基本图元函数的使用。

通过使用OpenGL及GLUT库在Visual C++环境下编写图形绘制程序掌握图形绘制的一般框架，从而为进一步做综合性的图形绘制实验奠定基础2.实验要求：编写一个程序，在窗口中显示一个旋转的球体线框，利用光标键可启动图形旋转切换视点。

3.实验过程：先配置环境，把相关文件放到相应的文件夹C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL C:\WINDOWS\system32 C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib建一个新工程，比照pdf敲代码再通过VC++进行编译4.实验结果:程序运行后，弹出窗口，使用光标键可使球体旋转。

代码：include <windows.h>#include <math.h>#include <gl/gl.h>#include <gl/glu.h>#include <gl/glaux.h>void init();void CALLBACK reshapae(GLsizei w,GLsizei h);void CALLBACK display();GLfloat s, h;//回调函数，绘制窗口时调用void CALLBACK display(){//清空窗口设置背景为白色glClearColor(1, 1, 1, 1);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//取景变换glLoadIdentity();gluLookAt(5, 5, h, s, 0, 0, 0, 1, 0);//glRotatef(30,1,1,0);//设置前景色为黑色glColor3f(0,0,0);//绘图开始，两条水平平行线GLfloat RAD = 3.1415926/180;GLfloat x, y, z, r;int i, j;for(i = 0; i < 180; i+=5){glBegin(GL_LINE_LOOP);r = 2 * sin(i * RAD);z = 2 * cos(i * RAD);for(j = 0; j <= 360; j+=10){x = r * cos(j * RAD);y = r * sin(j * RAD);glVertex3f(x, y, z);}glEnd();}for(j = 0; j < 360; j+=10){glBegin(GL_LINE_LOOP);for(i = 0;i <=180; i+=5){r = 2 * sin(i * RAD);z = 2 * cos(i * RAD);x = r * cos(j * RAD);y = r * sin(j * RAD);glVertex3f(x, y, z);}glEnd();}//清空帧缓存glFlush();}//OpenGL初始化，设置颜色为单一着色模式void init(){glShadeModel(GL_FLAT);s = 0;h = 5;}//回调函数，窗口初始化和大小改变时，调用此函数void CALLBACK reshape(GLsizei w,GLsizei h){//设置当前矩阵为投影变换矩阵glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置投影变换glLoadIdentity();gluPerspective(30, 1, -3, 3);//设置当前矩阵为模式变换矩阵glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//设置视区变换glViewport(0, 0, w, h);}void CALLBACK Left(){s+=0.1;}void CALLBACK Right(){s-=0.1;}void CALLBACK Up(){h-=0.1;}void CALLBACK Down(){h+=0.1;}void main(){//设置OpenGL的显示模式：单缓存、RGB模式auxInitDisplayMode(AUX_SINGLE|AUX_RGB);//设置窗口位置、大小和标题auxInitPosition(0, 0, 300, 300);auxInitWindow("OpenGL Demo");init();//设置回调函数auxKeyFunc(AUX_LEFT,Left);auxKeyFunc(AUX_RIGHT,Right);auxKeyFunc(AUX_UP,Up);auxKeyFunc(AUX_DOWN,Down);auxReshapeFunc(reshape);auxMainLoop(display);}5.实验心得：对vc下opengl的配置还是花费了很多时间，通过本次试验，熟悉了OpenGL基本图元函数的使用，通过使用OpenGL及GLUT库在Visual C++环境下编写图形绘制程序掌握图形绘制的一般框架，从而为进一步做综合性的图形绘制实验奠定基础。

实验3OpenGL几何变换1.实验目的理解并掌握O penGL二维平移、旋转、缩放变换的方法。

2.实验内容(1)阅读实验原理,运行示范实验代码,掌握0penGL程序平移、旋转、缩放变换的方法。

(2)根据示范代码,完成实验作业。

3.实验原理(1)OpenGL下的几何变换在OpenGL的核心库中,每一种几何变换都有一个独立的函数,所有变换都在三维空间中定义。

平移矩阵构造函数为glTranslate<f,d>(t x,ty,tz),作用是把当前矩阵和一一个表示移动物体的矩阵相乘。

t x、 ty、 tz指定这个移动物体的矩阵,它们可以是任意的实数值,后缀为f (单精度浮点fl oat)或d(双精度浮点double),对于二维应用来说, tz=0.0。

旋转矩阵构造函数为glRotate<f,d>(theta, vx, vy, vz),作用是把当前矩阵和一个表示旋转物体的矩阵相乘。

theta, vx, vy, vz指定这个旋转物体的矩阵,物体将围绕(0,0,0)到(x,y,z) 的直线以逆时针旋转, 参数theta表示旋转的角度.向量 v=(v x,vy,vz)的分量可以是任意的实数值,该向量用于定义通过坐标原点的旋转轴的方向,后缀为 f(单精度浮点f l oat)或d (双精度浮点double),对于二维旋转来说, vx=0.0, vy=0.0, vz=1.0。

缩放矩阵构造函数为glScale<f,d>(sx, sy, sz),作用是把当前矩阵和一个表示缩放物体的矩阵相乘。

sx, sy, sz指定这个缩放物体的矩阵,分别表示在x, y, z方向上的缩放比例, 它们可以是任意的实数值,当缩放参数为负值时,该函数为反射矩阵,缩放相对于原点进行,后缀为 f(单精度浮点fl oat)或d(双精度浮点double)。

注意这里都是说“把当前矩阵和一个表示移动<旋转, 缩放>物体的矩阵相乘”, 而不是直接说“这个函数就是旋转”或者“这个函数就是移动”,这是有原因的, 马上就会讲到。

OpenGL ES总结（二）OpenGL坐标变换之平移及旋转世界坐标系：在OpenGL中，世界坐标系是以屏幕中心为原点(0, 0, 0)，且是始终不变的。

你面对屏幕，你的右边是x正轴，上面是y正轴，屏幕指向你的为z正轴。

长度单位这样来定：窗口范围按此单位恰好是(-1,-1)到(1,1)，即屏幕左下角坐标为（-1，-1），右上角坐标为（1,1）。

当前绘图坐标系：是绘制物体时的坐标系。

程序刚初始化时，世界坐标系和当前绘图坐标系是重合的。

当用glTranslatef()，glScalef(), glRotatef()等对当前绘图坐标系进行平移、伸缩、旋转变换之后，世界坐标系和当前绘图坐标系不再重合。

注意，这里的平移旋转是将当前绘图坐标系看做一个整体在世界坐标系中进行旋转平移。

然后，改变以后，再用glVertex3f()等绘图函数绘图时，都是在当前绘图坐标系进行绘图，所有的函数参数也都是相对当前绘图坐标系来讲的。

其中四种坐标经常要在程序中用到：世界坐标，物体坐标，设备坐标和眼坐标。

1、世界坐标是OpenGL中用来描述场景的坐标，Z+轴垂直屏幕向外，X+从左到右，Y+轴从下到上，是右手笛卡尔坐标系统。

我们用这个坐标系来描述物体及光源的位置。

将物体放到场景中也就是将物体平移到特定位置、旋转一定角度，这些操作就是坐标变换。

OpenGL中提供了glTranslate*/glRotate*/glScale*三条坐标变换命令，利用OpenGL的矩阵运算命令，则可以实现任意复杂的坐标变换。

OpenGL中有一个坐标变换矩阵栈(ModelView)，栈顶就是当前坐标变换矩阵，进入OpenGL 管道的每个坐标(齐次坐标)都会先乘上这个矩阵，结果才是对应点在场景中的世界坐标。

OpenGL中的坐标变换都是通过矩阵运算完成的，与图形学课本的描述完全一致。

要注意的是变换中的矩阵乘法是左乘，而矩阵乘法与算术乘法不同，不符合交换律(万一不明白去看矩阵代数书好了)。