图形学OPENGL的使用

opengl入门教程OpenGL入门教程OpenGL是一种跨平台的图形库，可用于创建各种类型的图形和视觉效果。

本教程将带你入门使用OpenGL，并介绍一些基本的概念和技术。

安装OpenGL首先，你需要安装OpenGL的开发环境。

具体安装方法将因操作系统而异，以下是一些常见操作系统的安装指南。

- Windows: 在Windows上，你可以使用MinGW或者MSYS2安装OpenGL。

- macOS: OpenGL在macOS上是默认安装的，你只需要确保你的系统版本满足OpenGL的要求。

- Linux: 在Linux上，你可以使用包管理器安装OpenGL的开发环境，如apt-get (Ubuntu)或yum (Fedora)。

创建一个OpenGL窗口在开始编写OpenGL应用程序之前，你需要创建一个OpenGL 窗口来显示你的图形。

以下是使用GLUT创建一个简单窗口的例子。

```c++#include <GL/glut.h>void display() {glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glBegin(GL_TRIANGLES);glVertex2f(-0.5, -0.5);glVertex2f(0.5, -0.5);glVertex2f(0.0, 0.5);glEnd();glFlush();}int main(int argc, char** argv) {glutInit(&argc, argv);glutCreateWindow("OpenGL Window");glutDisplayFunc(display);glutMainLoop();return 0;}```运行上述代码，你将看到一个简单的OpenGL窗口中显示了一个三角形。

绘制基本图形OpenGL提供了一组基本的绘图函数，可用于绘制各种类型的图形。

以下是一些常见的绘图函数：- `glBegin(GL_POINTS)`: 用于绘制点。

OpenGL（Open Graphics Library）是一种用于渲染2D和3D图形的跨平台图形API。

OpenGL提供了一系列的函数，可以用来配置图形环境、绘制几何图形、处理纹理、执行变换等。

以下是一个简要的OpenGL使用手册的概述：1. 初始化OpenGL环境：-创建OpenGL上下文，配置窗口和视口，初始化OpenGL的各种参数。

2. 设置投影和视图矩阵：-使用OpenGL的矩阵操作函数，设置投影矩阵和视图矩阵，定义场景中物体的可见范围和视图。

3. 创建和加载着色器：-编写顶点着色器和片元着色器，将它们编译成着色器程序，并链接到OpenGL上下文。

4. 创建和绑定缓冲区对象：-创建顶点缓冲对象（VBO）和索引缓冲对象（IBO）来存储顶点数据和索引数据。

5. 定义顶点数据和绘制图形：-定义顶点数据，将数据传递到缓冲区对象中，使用OpenGL函数绘制图形。

6. 处理纹理：-加载纹理图像，创建纹理对象，将纹理数据传递到GPU，使用纹理进行图形渲染。

7. 执行变换：-使用OpenGL的矩阵操作函数，对物体进行平移、旋转、缩放等变换。

8. 设置光照和材质：-配置光源和材质属性，实现光照效果。

9. 深度测试和遮挡剔除：-启用深度测试和遮挡剔除，以处理物体的深度关系和遮挡关系。

10. 处理用户输入：-处理用户输入，例如键盘和鼠标事件，以交互式地改变场景。

11. 错误处理：-添加错误检查，确保OpenGL函数的调用没有错误，方便调试。

12. 清理和释放资源：-在程序结束时清理和释放分配的OpenGL资源，防止内存泄漏。

13. OpenGL扩展：-了解和使用OpenGL的扩展，以获取更先进的图形特性。

14. 学习资源：-利用OpenGL的学习资源，包括在线教程、书籍和社区，以深入了解图形编程。

请注意，上述步骤是一个简要的概述。

OpenGL是一个庞大而灵活的库，涵盖了广泛的图形编程概念。

深入学习OpenGL需要时间和实践。

opengl 原理OpenGL是一种图形编程接口，使得开发者可以利用硬件加速来绘制2D和3D图形。

它提供了一系列函数和状态机，使用C语言进行编程。

OpenGL的工作原理如下：1. 初始化：在使用OpenGL之前，需要先初始化OpenGL环境。

这包括创建图形上下文、加载图形驱动程序、设置显示设备等操作。

2. 设置状态：OpenGL使用一系列状态来控制绘制过程。

这些状态可以包括清除颜色缓冲区的颜色、设置深度测试、开启光照等。

开发者可以利用OpenGL提供的函数来设置这些状态。

3. 创建对象：在OpenGL中，开发者需要创建对象来表示物体或场景。

常用的对象包括顶点数组对象（Vertex Array Object，VAO）和顶点缓冲对象（Vertex Buffer Object，VBO）。

这些对象用于存储顶点数据、纹理坐标等信息。

4. 编写着色器：OpenGL使用着色器来控制顶点和片段（像素）的处理过程。

开发者需要编写顶点着色器和片段着色器，并将它们编译为可执行的着色器程序。

顶点着色器用于处理顶点数据，而片段着色器用于处理像素数据。

5. 绘制物体：在绘制物体之前，需要将顶点数据、纹理坐标等信息传递给OpenGL。

开发者可以使用VAO和VBO来管理这些数据。

然后，利用着色器程序和绘制命令（如glDrawArrays 和glDrawElements）来执行绘制操作。

6. 渲染：在绘制完成后，OpenGL会对图形进行渲染。

这包括执行光栅化过程（将几何图形转换为像素）和颜色插值等操作。

最终，渲染结果将会显示在屏幕上。

7. 清理：在使用完OpenGL之后，需要进行清理操作，释放资源。

这包括删除VAO和VBO对象、卸载着色器程序、关闭OpenGL环境等。

总结起来，OpenGL的工作原理涵盖了环境初始化、状态设置、对象创建、着色器编写、物体绘制、渲染和清理等步骤。

通过合理地利用这些步骤，开发者可以实现高效的图形编程。

计算机图形学实验——利⽤OpenGL函数绘制五⾓星⼀、实验名称：五⾓星的绘制⼆、实验⽬的：了解 OpenGL 程序设计结构，掌握编程环三、境的设置，掌握绘制线段的⽅法。

四、实验内容：1.在 VC++ 环境下，练习利⽤ OpenGL 绘制三⾓形的程序。

2.编程实现绘制⼀个五⾓星。

（传统 OpenGL 或者 Shader）五、实验所需基本函数1.线段绘制glBegin(GL_LINES);//绘制参数GL_LINESglVertex2f(30,30);//起始点坐标glVertex2f(100,100);//终点坐标（两个为⼀组）glEnd();2.填充图像glBegin(GL_POLYGON);//绘制参数GL_POLYGONglVertex2f(x0, y0);//顶点坐标1glVertex2f(x1, y1);//2glVertex2f(cx, cy);//3glEnd();结果为对三个顶点组成的图像进⾏填充3.绘制颜⾊设置glColor3f(0.92, 0.89, 0.41);//⾦黄⾊六、实验原理根据⼩圆半径加⾓度算出第⼀个坐标然后⼤圆根据半径加⼀个⾓度算出第⼆个点坐标，然后旋转改变⾓度寻找所有顶点。

代码如下：1void DrawStar(float cx, float cy, float R,float r,float o)//五⾓星中⼼坐标x,y，⼤圆半径，⼩圆半径，初始⾓度2 {34float x0, y0, x1, y1;//5float o0 = o;//⼤圆对应⾓度6float o1 = o + 0.2 * 3.14;//⼩圆对应⾓度7for (int i = 0;i <10;i++)8 {9 x0 = cx+R * cos(o0);//⼤圆对应的x坐标10 y0 = cy+R * sin(o0);//⼤圆对应y坐标11 x1 = cx+r * cos(o1);//⼩圆对应x坐标12 y1 = cy+r * sin(o1);//⼩圆对应y坐标13if (i % 2 == 0)14 {15 glColor3f(1, 0, 0);16 }17else18 {19 glColor3f(0.92, 0.89, 0.41);20 }2122 glBegin(GL_POLYGON);//绘制23 glVertex2f(x0, y0);24 glVertex2f(x1, y1);25 glVertex2f(cx, cy);26 glEnd();27if (i % 2 == 0)28 {29 o0 = o0 + 0.4 * 3.14;//⼤圆对应⾓度变换30 }31else32 {33 o1 = o1 + 0.4 * 3.14;//⼩圆对应⾓度变换34 }3536 }37383940 }七、绘制结果⼋、附件所有代码1// OpenGLOld.cpp : 定义控制台应⽤程序的⼊⼝点。

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。

使用OpenGL实现的图形渲染与游戏引擎开发OpenGL（Open Graphics Library）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、虚拟现实等领域。

通过使用OpenGL，开发者可以实现高性能的图形渲染，创建逼真的视觉效果，并构建强大的游戏引擎。

本文将介绍如何利用OpenGL实现图形渲染以及游戏引擎开发的基本原理和技术。

1. OpenGL简介OpenGL是一种API（Application Programming Interface），提供了一系列函数接口，用于处理2D和3D图形的渲染。

它支持各种平台，包括Windows、Linux、macOS等，使得开发者能够跨平台开发图形应用程序。

OpenGL使用基于状态机的方式管理图形状态，通过调用不同的函数来设置状态并绘制图形。

2. 图形渲染基础在使用OpenGL进行图形渲染时，需要了解一些基本概念和技术：顶点数据：顶点是构成图形的基本单位，包括位置、颜色、法向量等信息。

开发者需要将顶点数据传递给OpenGL，以便绘制出所需的图形。

着色器：着色器是运行在GPU上的小型程序，用于控制顶点和像素的处理过程。

通常包括顶点着色器和片元着色器，开发者可以编写自定义的着色器程序来实现特定的效果。

纹理映射：纹理映射是将2D或3D纹理贴图应用到物体表面上的过程。

通过纹理映射，可以实现更加逼真的视觉效果。

深度测试：深度测试用于确定哪些像素应该被绘制在屏幕上。

通过深度测试，可以解决遮挡关系，确保物体之间的正确渲染顺序。

3. 游戏引擎开发游戏引擎是一种软件框架，提供了各种功能和工具，用于简化游戏开发过程。

使用OpenGL作为图形渲染引擎可以构建高性能的游戏引擎，实现复杂的游戏逻辑和交互效果。

3.1 游戏引擎架构典型的游戏引擎通常包括以下几个核心模块：渲染引擎：负责处理图形渲染相关任务，包括场景管理、光照效果、特效等。

物理引擎：用于模拟游戏中物体之间的物理交互，如碰撞检测、重力模拟等。

opengl教程OpenGL是一种图形编程接口，常用于计算机图形学和游戏开发。

本文将介绍OpenGL的基本概念、功能和使用方法。

首先，OpenGL是一种跨平台的图形编程接口，可以在不同操作系统和硬件上运行。

它是一个开放标准，由Khronos Group维护和发展，因此可以在各种平台上使用，如Windows、MacOS、Linux等。

OpenGL的核心是图形渲染管线。

图形渲染管线是指一系列的图形处理阶段，用于将3D图形数据转化为2D图像。

这些阶段包括几何处理、光栅化、片元处理等。

每个阶段都包含了一些特定的操作和功能，通过这些操作和功能，我们可以实现各种不同的图形效果和渲染技术。

在使用OpenGL之前，需要初始化OpenGL的上下文，并创建一个OpenGL窗口。

通过OpenGL的API（Application Programming Interface），我们可以控制各个渲染阶段的操作和参数。

例如，我们可以设置物体的位置、颜色、纹理等属性，还可以控制光照、深度测试等渲染参数。

OpenGL还提供了一些基本的几何图形绘制函数，如绘制点、线段、三角形等。

通过这些函数，我们可以绘制各种基本的几何图形。

此外，OpenGL还支持纹理映射、着色器编程等高级渲染技术，可以实现更加复杂的视觉效果。

在OpenGL中，最常用的是顶点数组和顶点缓冲对象。

顶点数组用于存储顶点的位置、颜色、纹理坐标等属性，而顶点缓冲对象用于管理顶点数组的内存。

通过顶点数组和顶点缓冲对象，我们可以高效地传输大量的顶点数据到显存，并在图形渲染管线中使用。

除了基本的图形绘制，OpenGL还支持一些高级的渲染技术，如光照、阴影、深度测试等。

这些技术可以让我们实现更加逼真和真实感的图形效果。

例如，通过光照技术，我们可以模拟不同光源的光照效果，使物体看起来更加立体和有质感。

而深度测试可以确保正确的渲染顺序，使得物体之间的遮挡关系得到正确的呈现。

总结一下，OpenGL是一种功能丰富且强大的图形编程接口。

计算机图形学基础OpenGL1. 使用OpenGL在屏幕上画一条直线，其中端点的坐标分别是(2，3)和(6，9)。

答案：glBegin(GL_LINES);glVertex2f(2,3);glVertex2f(6,9);glEnd(;2. 如何使用OpenGL把一个三角形绘制在屏幕上，其三个顶点的坐标分别是（1，3）、（6，7）和（9，6）？答案：glBegin(GL_TRIANGLES);glVertex2f(1,3);glVertex2f(6,7);glVertex2f(9,6);glEnd(;3. 如何使用OpenGL在屏幕上绘制一个正方形，正方形的中心点坐标为（4，6），边长为5？答案：glBegin(GL_QUADS);glVertex2f(4-2.5, 6+2.5);glVertex2f(4+2.5, 6+2.5);glVertex2f(4+2.5, 6-2.5);glVertex2f(4-2.5, 6-2.5);glEnd(;4. 如何使用OpenGL在屏幕上绘制一个圆，圆心坐标为（7，3），半径为4？答案：glBegin(GL_POLYGON);int i;for(i=0;i<360;i++)glVertex2f(7+4*cos(i*PI/180.0f),3+4*sin(i*PI/180.0f));}glEnd(;5. 如何使用OpenGL在屏幕上绘制一个贝塞尔曲线，其中（1，2）、（3，4）、（5，6）、（7，7）是控制点？答案：GLfloat points[4][2] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}, {7,7}};glMap1f(GL_MAP1_VERTEX_3, 0.0, 1.0, 3, 4, &points[0][0]);glEnable(GL_MAP1_VERTEX_3);glBegin(GL_LINE_STRIP);int i;for (i=0;i<=30;i++)glEvalCoord1f((GLfloat) i/30.0f);glEnd(;6. 如何使用OpenGL实现2D矢量图形的缩放操作，指定缩放中心点为（-2，4），缩放比例为1.3？答案：glTranslatef(-2,4,0);。

实验5 OpenGL模型视图变换一、实验目的：理解掌握OpenGL程序的模型视图变换。

二、实验内容：（1）阅读实验原理，运行示范实验代码，理解掌握OpenGL程序的模型视图变换；（2）根据示范代码，尝试完成实验作业；三、实验原理：在代码中，视图变换必须出现在模型变换之前，但可以在绘图之前的任何时候执行投影变换和视口变换。

1.display()程序中绘图函数潜在的重复性强调了：在指定的视图变换之前，应该使用glLoadIdentity()函数把当前矩阵设置为单位矩阵。

2.在载入单位矩阵之后，使用gluLookAt()函数指定视图变换。

如果程序没有调用gluLookAt()，那么照相机会设定为一个默认的位置和方向。

在默认的情况下，照相机位于原点，指向Z轴负方向，朝上向量为(0,1,0)。

3.一般而言，display()函数包括：视图变换 + 模型变换 + 绘制图形的函数(如glutWireCube())。

display()会在窗口被移动或者原来先遮住这个窗口的东西被一开时，被重复调用，并经过适当变换，保证绘制的图形是按照希望的方式进行绘制。

4.在调用glFrustum()设置投影变换之前，在reshape()函数中有一些准备工作：视口变换 + 投影变换 + 模型视图变换。

由于投影变换，视口变换共同决定了场景是如何映射到计算机的屏幕上的，而且它们都与屏幕的宽度，高度密切相关，因此应该放在reshape()中。

reshape()会在窗口初次创建，移动或改变时被调用。

OpenGL中矩阵坐标之间的关系：物理坐标*模型视图矩阵*投影矩阵*透视除法*规范化设备坐标——〉窗口坐标（1）视图变换函数gluLookAt(0.0，0.0，5.0，0.0，0.0，0.0，0.0，1.0，0.0，)设置照相机的位置。

把照相机放在（0，0，5），镜头瞄准（0，0，0），朝上向量定为（0，1，0）朝上向量为照相机指定了一个唯一的方向。

使用opengl程序绘制实线、虚线和点划线GIS专业实验报告(计算机图形学)实验5 使用opengl程序绘制实线、虚线和点划线。

姓名系别班级学号实验日期指导教师实验成绩一(实验目的及要求使用opengl程序绘制实线、虚线和点划线。

二( 理论基础1. 显示列表:显示列表是一组OpenGL函数调用，它被存储起来供以后执行。

这样就可以将基本图素的OpenGL函数实现组织起来，指定名称，构成图段，所构成的图段可以再以后需要的地方显示出来。

创建显示列表方式如下:glNewList(listID,listMode);glutSoildCube(2.0);……glEndList();2. 显示列表的调用:在显示列表创建之后，可以使用函数Void glCallList(GLuint listID);调用显示列表，其中参数listID是已定义的显示列表标识。

3. OpenGL划线函数:glBegin(GL_LINES);glVertex2i(坐标1x,坐标1y);glVertex2i(坐标2x,坐标2y);glEnd();GL_LINES:直线模式GL_LINE_STIPPLE:虚线模式三( 算法设计与分析程序源码如下:#include <windows.h>#include <gl/glut.h>GLuint Line;void Initial(void){glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); Line = glGenLists(1);glNewList(Line, GL_COMPILE); glTranslatef(-50.0, 20.0, 0.0); glColor3f(255.0, 0.0, 0.0); //实线; glLineWidth(2);glBegin(GL_LINES);glVertex2i(0,0);glVertex2i(100,0);glEnd();/***************实线***************/ glColor3f(255.0, 0.0, 0.0); //虚线;glEnable(GL_LINE_STIPPLE); glLineStipple (2, 0x4444);glLineWidth(2);glBegin(GL_LINES);glVertex2i(0,-20);glVertex2i(100,-20);glEnd();/***************虚线***************/ glColor3f(255.0, 0.0, 0.0); //点划线; glEnable(GL_LINE_STIPPLE); glLineStipple (2, 0xffcc);glLineWidth(2);glBegin(GL_LINES);glVertex2i(0,-40);glVertex2i(100,-40);glEnd();/***************点划线***************/ 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();glTranslatef(0.0, 0.0, 0.0);glCallList(Line);glFlush();}int main(int argc, char* argv[]) {glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); glutInitWindowSize(600,450); glutInitWindowPosition(100,100); glutCreateWindow("OpenGL直线、虚线、点划线"); glutDisplayFunc(Display);glutReshapeFunc(ChangeSize);Initial();glutMainLoop();return 0;}四.程序调试及运行结果的自我分析与自我评价代码中调用了画线函数的两个不同模式，绘制实线模式(GL_LINES)和绘制虚线模式(GL_LINE_STIPPLE)。

opengl相关3点成面和4点成面的原理OpenGL是一个图形API，用于渲染2D和3D图形，在计算机图形学中扮演了至关重要的角色。

其中，OpenGL通过使用各种原理来绘制3D图形中的点成面和4个点成面。

在绘制3D图形中，通常使用三角形作为基本的多边形单元，因为三角形是计算起来相对简单的形状，可以描述各种形状的表面。

OpenGL中使用的点成面和4个点成面的原理与绘制三角形的原理类似，只是多了一个顶点，从而形成四边形。

在OpenGL中，通过顶点数组来描述要绘制的形状。

顶点数组是一个包含顶点坐标的一维数组。

对于点成面来说，我们需要至少3个顶点来描述一个三角形，这些顶点构成了一个顶点数组。

对于4个点成面来说，我们需要至少4个顶点来描述一个四边形。

绘制点成面和4个点成面的步骤如下：1. 创建OpenGL上下文和窗口在使用OpenGL之前，首先需要创建一个OpenGL上下文和窗口。

这可以通过使用OpenGL库提供的函数来完成。

创建OpenGL上下文和窗口后，就可以在窗口中进行图形绘制了。

2.声明顶点数组和缓冲区在绘制图形之前，需要声明顶点数组和缓冲区。

顶点数组是一个包含顶点坐标的一维数组，而缓冲区用于存储顶点数据。

在声明顶点数组和缓冲区之后，就可以将顶点数据存储到缓冲区中。

3.设置顶点着色器和片段着色器在OpenGL中，顶点着色器和片段着色器用于处理绘制过程中的顶点和像素。

顶点着色器用于对顶点进行变换和计算，而片段着色器用于对像素进行着色。

设置顶点着色器和片段着色器后，就可以在绘制过程中使用它们。

4.绘制点成面和4个点成面在完成上述准备工作后，就可以开始绘制点成面和4个点成面了。

- 绑定顶点数组和缓冲区：使用OpenGL提供的函数将顶点数组和缓冲区绑定到OpenGL上下文。

- 设置顶点属性指针：使用OpenGL提供的函数告诉OpenGL如何解析顶点数组中的顶点数据。

顶点属性指针包括顶点位置、顶点颜色等属性。