X-opengl立方体的简单三维交互式几何变换实验报告代码

基于OpenGL的三维图形绘制实验基于OpenGL的三维图形绘制实验⽬录实验题⽬：交互图形程序设计基础实验 (3)1．实验⽬的 (3)2．实验内容 (3)2.1 实验内容 (3)2.2 实验任务 (3)3．实验过程 (4)3.1 预处理 (4)3.3 主要函数说明 (5)3.4 过程描述 (6)3.5 运⾏截图 (7)4．实验结果 (7)5．实验体会 (7)实验题⽬：交互图形程序设计基础实验1．实验⽬的1）理解并掌握三维基本图形数据结构表⽰⽅法。

2）掌握编写OpenGL图形程序的基本⽅法.3）掌握OpenGL基本图形表⽰及绘制。

2．实验内容2.1 实验内容基于OpenGL的三维图形绘制实验⽬的是掌握图形信息的表⽰、数据的组织，在此基础上基于OpenGL绘制出三维图形。

实验内容包括OpenGL编程环境搭建、OpenGL程序结构、基本数据类型、核⼼函数等的使⽤；基本图形的绘制（点、线段、折线、闭合折线、多边形、三⾓形、三⾓扇、三⾓条带、四边形、四边形条带等）及图形属性控制（线宽、颜⾊、线型、填充样式等）；对指定的若⼲三维模型进⾏建模、绘制，在⼀个程序框架下实现，提交1次程序，1份实验报告。

2.2 实验任务1、使⽤Visual C++建⽴⼀个单⽂档（SDI）程序，完成OpenGL绘制框架程序的设计。

在此基础上参照提供的资料，定义绘制函数，基于⾃定义的若⼲点坐标与颜⾊，分别绘制绘制点、线段、不闭合折线、闭合折线、多边形、三⾓形、四边形、三⾓扇、三⾓条带、四边形条带。

2、使⽤1中建⽴的程序框架，完成如下任务：（1）绘制正棱柱（底⾯多变形的边数及⾼度可以通过对话框输⼊）（2）正棱锥（底⾯多变形的边数及⾼度可以通过对话框输⼊）（3）正棱台（底⾯多变形的边数、台⾼、锥⾼可以通过对话框输⼊）注意模型坐标系的选择和顶点坐标的计算，每个图形的绘制单独写成函数。

加⼊菜单绘制三、四、五、六边的情况，其他边数情况从弹出对话框中输⼊参数，然后绘制。

opengl实验报告OpenGL实验报告引言：OpenGL（Open Graphics Library）是一种跨平台的图形编程接口，被广泛应用于计算机图形学、游戏开发和科学可视化等领域。

本实验报告将介绍我对OpenGL的实验研究和学习成果。

一、实验目的本次实验的主要目的是掌握OpenGL的基本概念和使用方法，了解图形渲染的原理和过程，以及学习如何在OpenGL中创建和操作图形对象。

二、实验环境本次实验使用的是OpenGL的最新版本，并在Windows操作系统下进行开发。

使用的开发工具是Visual Studio和OpenGL的开发库。

三、实验过程1. 熟悉OpenGL的基本概念在开始实验之前，我先学习了OpenGL的基本概念，包括OpenGL的坐标系统、图形渲染管线、着色器等。

了解这些概念对于后续的实验非常重要。

2. 创建窗口和上下文在OpenGL中，我们需要先创建一个窗口和一个OpenGL上下文，以便进行图形渲染。

通过调用相关的OpenGL函数，我成功创建了一个窗口，并初始化了OpenGL的上下文。

3. 绘制基本图形接下来，我开始尝试绘制一些基本的图形，比如点、线和三角形。

通过设置顶点坐标和颜色，我成功绘制出了这些基本图形，并在窗口中显示出来。

4. 添加纹理为了使图形更加逼真和丰富，我学习了如何在OpenGL中添加纹理。

通过加载图片并设置纹理坐标，我成功将纹理贴在了绘制的图形上，使其具有了更加真实的效果。

5. 光照和阴影效果为了增加图形的立体感和真实感，我学习了如何在OpenGL中添加光照和阴影效果。

通过设置光源的位置和属性，以及材质的属性，我成功实现了光照和阴影的效果，使图形看起来更加逼真。

6. 动画效果为了使图形具有动态效果，我学习了如何在OpenGL中实现简单的动画效果。

通过每帧更新顶点的位置和纹理坐标，我成功实现了图形的旋转和平移动画，使其具有了动态的效果。

四、实验结果和分析通过以上的实验过程，我成功掌握了OpenGL的基本概念和使用方法，并实现了一些基本的图形渲染效果。

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。

计算机图形学图形的几何变换的实现算法实验二 图形的几何变换的实现算法班级 08信计 学号 59 姓名 分数一、实验目的和要求：1、掌握而为图形的基本几何变换，如平移，旋转，缩放，对称，错切变换；。

2、掌握OpenGL 中模型变换函数，实现简单的动画技术。

3、学习使用OpenGL 生成基本图形。

4、巩固所学理论知识，加深对二维变换的理解，加深理解利用变换矩阵可由简单图形得到复杂图形。

加深对变换矩阵算法的理解。

编制利用旋转变换绘制齿轮的程序。

编程实现变换矩阵算法，绘制给出形体的三视图。

调试程序及分析运行结果。

要求每位学生独立完成该实验，并上传实验报告。

二、实验原理和内容：. 原理:图像的几何变换包括:图像的空间平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值。

图像几何变换的实质:改变像素的空间位置，估算新空间位置上的像素值。

图像几何变换的一般表达式：[,][(,),(,)]u v X x y Y x y = ，其中，[,]u v 为变换后图像像素的笛卡尔坐标， [,]x y 为原始图像中像素的笛卡尔坐标。

这样就得到了原始图像与变换后图像的像素的对应关系。

平移变换：若图像像素点 (,)x y 平移到 00(,)x x y y ++，则变换函数为0(,)u X x y x x ==+，0(,)v Y x y y y ==+，写成矩阵表达式为：00x u x y v y ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦其中，x 0和y 0分别为x 和y 的坐标平移量。

比例缩放：若图像坐标 (,)x y 缩放到（ ,x y s s ）倍，则变换函数为：00x y s u x s v y ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 其中, ,x y s s 分别为x 和y 坐标的缩放因子，其大于1表示放大，小于1表示缩小。

旋转变换：将输入图像绕笛卡尔坐标系的原点逆时针旋转θ角度，则变换后图像坐标为：cos sin sin cos u x v y θ-θ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥θθ⎣⎦⎣⎦⎣⎦内容：1、对一个三角形分别实现平移，缩放旋转等变化。

计算机图形学实验报告
在计算机图形学课程中，实验是不可或缺的一部分。

通过实验，我们可以更好地理解课程中所学的知识，并且在实践中掌握这些
知识。

在本次实验中，我学习了如何使用OpenGL绘制三维图形，并了解了一些基本的图形变换和视图变换。

首先，我们需要通过OpenGL的基本命令来绘制基本图形，例
如线段、矩形、圆等。

这些基本的绘制命令需要首先设置OpenGL 的状态，例如绘制颜色、线段宽度等，才能正确地绘制出所需的
图形。

然后，在实验中我们学习了图形的变换。

变换是指通过一定的
规则将图形的形状、位置、大小等进行改变。

我们可以通过平移、旋转、缩放等变换来改变图形。

变换需要按照一定的顺序进行，
例如先进行旋转再进行平移等。

在OpenGL中，我们可以通过设
置变换矩阵来完成图形的变换。

变换矩阵包含了平移、旋转、缩
放等信息，通过矩阵乘法可以完成图形的复合变换。

最后，视图变换是指将三维场景中的图形投影到二维平面上，
成为我们所见到的图形。

在实验中，我们学习了透视投影和正交
投影两种方式。

透视投影是指将场景中的图形按照视点不同而产
生不同的远近缩放，使得图形呈现出三维感。

而正交投影则是简单地将场景中的图形按照平行投影的方式呈现在屏幕上。

在OpenGL中，我们可以通过设置视图矩阵和投影矩阵来完成视图变换。

通过本次实验，我对于计算机图形学有了更深入的了解，并掌握了一些基本的图形绘制和变换知识。

在今后的学习中，我将继续学习更高级的图形绘制技术，并应用于实际的项目中。

openGL+VS2010的例程--旋转⽴⽅体（三维）效果图如上：步骤：⾸先，设置模型视⾓往后退，再旋转视⾓；然后，⽤默认绘制⽴⽅体函数绘制；最后，利⽤空闲对模型做⾓度微调。

实现代码如下：1 #include <GL\glut.h>23 GLfloat xRotated, yRotated, zRotated;45void Display(void)6 {7 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);8 glLoadIdentity();9 glTranslatef(0.0,0.0,-4.0);10 glRotatef(xRotated,1.0,0.0,0.0);11 glRotatef(yRotated,0.0,1.0,0.0);12 glRotatef(zRotated,0.0,0.0,1.0);13//glScalef(2.0,1.0,1.0);14 glutWireCube(1.5);15 glFlush(); //Finish rendering16 glutSwapBuffers();17 }1819void Reshape(int x, int y)20 {21if (y == 0 || x == 0) return; //Nothing is visible then, so return22//Set a new projection matrix23 glMatrixMode(GL_PROJECTION);24 glLoadIdentity();25//Angle of view:40 degrees26//Near clipping plane distance: 0.527//Far clipping plane distance: 20.028 gluPerspective(40.0,(GLdouble)x/(GLdouble)y,0.5,20.0);29 glMatrixMode(GL_MODELVIEW);30 glViewport(0,0,x,y); //Use the whole window for rendering31 }32static int times = 0;33void Idle(void)34 {35 times++;36if(times >30000)37 times = 0;3839if(times %30000 == 0)40 {41 xRotated += 0.3;42 yRotated += 0.1;43 zRotated += -0.4;44 Display();45 }46 }474849int main (int argc, char **argv)50 {51//Initialize GLUT52 glutInit(&argc, argv);53 glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB); //For animations you should use double buffering54 glutInitWindowSize(300,300);55//Create a window with rendering context and everything else we need56 glutCreateWindow("Cube example");57 glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);58 xRotated = yRotated = zRotated = 0.0;59 glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);60//Assign the two used Msg-routines61 glutDisplayFunc(Display);62 glutReshapeFunc(Reshape);63 glutIdleFunc(Idle);64//Let GLUT get the msgs65 glutMainLoop();66return0;67 }。

详解OpenGL的坐标系、投影和几何变换作者：charlee 按：我也是在迷茫中走过来的，初学OpenGL时，略微了解了一些有关变换的基本知识，但是却不知道具体的使用方法，因此经常需要在布置场景时反复调整各种参数。

当我终于有一天明白了它们的用法时，就觉得应该把这些心得体会写下来，让那些和我一样曾经迷茫过的人能够迅速地找到出路。

本文的读者对象为那些初学OpenGL，了解了一些坐标系、几何变换等基本知识，但是又不知道具体应该如何运用这些操作的人。

如果你对OpenGL一无所知，建议你先去学学OpenGL的基本知识。

1 坐标系OpenGL中使用的坐标系有两种，分别为世界坐标系和屏幕坐标系。

世界坐标系即OpenGL内部处理时使用的三维坐标系，而屏幕坐标系即为在计算机屏幕上绘图时使用的坐标系。

通常，OpenGL所使用的世界坐标系为右手型，如下图所示。

从计算机屏幕的角度来看，x轴正方向为屏幕从左向右，y轴正方向为屏幕从下向上，z轴正方向为屏幕从里向外。

而进行旋转操作时需要指定的角度θ的方向则由右手法则来决定，即右手握拳，大拇指直向某个坐标轴的正方向，那么其余四指指向的方向即为该坐标轴上的θ角的正方向（即θ角增加的方向），在上图中用圆弧形箭头标出。

2 投影将世界坐标系中的物体映射到屏幕坐标系上的方法称为投影。

投影的方式包括平行投影和透视投影两种。

平行投影的投影线相互平行，投影的结果与原物体的大小相等，因此广泛地应用于工程制图等方面。

透视投影的投影线相交于一点，因此投影的结果与原物体的实际大小并不一致，而是会近大远小。

因此透视投影更接近于真实世界的投影方式。

B 平行投影B透视投影xzy 02.1 平行投影OpenGL 中使用下面的函数来设置投影方式为平行投影。

glOrtho(xleft, xright, ybottom, ytop, znear, zfar); 各参数的含义如下图所示。

注意，只有位于立方体之内的物体才可见。

目录实验一：OpenGL基础知识 0实验二 OpenGL中的建模与变换 (1)实验三 OpenGL中的光照 (4)实验四 OpenGL中的拾取 (7)实验五 OpenGL中的纹理映射 (10)实验一：OpenGL基础知识一、实验目的1、建立Windows系统下的OpenGL实验框架。

2、学习理解OpenGL工作流程。

二、实验环境⒈硬件：每个学生需配备计算机一台。

⒉软件：Visual C++；三、实验内容1、建立非控制台的Windows程序框架。

2、建立OpenGL框架。

3、建立OpenGL框架的类文件。

4、完善Windows框架。

5、理解程序间的相互关系。

四、实验要求1、学习教材第2章的内容。

2、理解教材中相关实例的代码，按要求添加到适当的地方，调试并通过运行。

3、运行结果应该与教材中的相关实例相符。

4、编译第2章的框架代码，修改背景色、窗口标题。

五、程序设计提示（略）六、报告要求1．认真书写实验报告，字迹清晰，格式规范。

报告中应写清姓名、学号、实验日期、实验题目、实验目的、实验原理。

2．报告中应书写主要源程序，且源程序中要有注释。

3．报告中应包含运行结果及结果分析。

如调试通过并得到预期的效果，请注明‘通过’并粘贴运行效果图；如未调试通过或结果不正确，试分析原因。

4．报告最后包含实验总结和体会。

实验二 OpenGL中的建模与变换一、实验目的1．学习配置OpenGL环境。

2．掌握在OpenGL中指定几何模型的方法。

3. 掌握OpenGL中的透视投影和正投影的设置方法，学会诊断投影问题导致的显示异常。

二、实验环境⒈ 硬件：每个学生需配备计算机一台。

⒉ 软件：Visual C++；三、实验内容1．建立OpenGL编程环境（注：Windows自带gl和glu，还需要安装glut库文件。

）(a)查看Windows自带的OpenGL文件。

在文件夹c:\windows\system32下查看是否存在文件opengl32.dll和glu32.dll；在Visual Studio的安装目录Vc7\PlatformSDK\Include\gl下查看是否存在gl.h和glu.h；在Vc7\PlatformSDK\Lib 下是否存在opengl32.lib和glu32.lib。

《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。

图形学实验报告图形学实验报告概述：在本次图形学实验中，我们将探索和学习计算机图形学的基本概念和技术。

通过实验，我们深入了解了图形学的原理和应用，以及如何使用计算机生成和处理图像。

实验一：像素和颜色在这个实验中，我们学习了图像是由像素组成的，每个像素都有自己的颜色值。

我们使用了Python编程语言和PIL库来创建一个简单的图像，并设置了不同的像素颜色。

通过改变像素的颜色值，我们可以创建出各种各样的图像效果。

实验二：坐标系统和变换在这个实验中，我们学习了坐标系统和图形变换。

我们使用OpenGL库来创建一个简单的二维图形，并通过平移、旋转和缩放等变换操作来改变图形的位置和形状。

这些变换操作使我们能够在屏幕上创建出各种不同的图案和效果。

实验三：线段和多边形在这个实验中，我们学习了如何使用线段和多边形来绘制图形。

我们使用了Bresenham算法来绘制直线，并学习了如何使用多边形填充算法来填充图形。

通过这些技术，我们可以创建出更加复杂和精细的图像。

实验四：光照和阴影在这个实验中，我们学习了光照和阴影的原理和应用。

我们使用了光照模型来模拟光线的传播和反射，以及计算物体的明暗效果。

通过调整光照参数和材质属性，我们可以创建出逼真的光照和阴影效果。

实验五：纹理映射和渲染在这个实验中，我们学习了纹理映射和渲染的概念和技术。

我们使用了纹理映射来将图像贴到三维物体表面，以增加物体的细节和真实感。

通过渲染技术，我们可以模拟光线的折射和反射，以及创建出逼真的材质效果。

实验六：三维建模和动画在这个实验中，我们学习了三维建模和动画的基本原理和方法。

我们使用了三维建模工具来创建三维模型，并学习了如何使用关键帧动画来实现物体的运动和变形。

通过这些技术，我们可以创建出逼真的三维场景和动画效果。

总结：通过这次图形学实验，我们深入了解了计算机图形学的原理和应用。

我们学习了像素和颜色、坐标系统和变换、线段和多边形、光照和阴影、纹理映射和渲染，以及三维建模和动画等技术。

计算机图形学实验报告及代码第 1 章概述一、教学目标通过本章的学习，使学生能够了解计算机图形学的基本概念、研究内容；当前的发展概况；本门课程的特点和应用。

二、教学要求1.了解计算机图形学的概念和研究内容；2.了解本门课程的发展概况。

三、教学内容提要1. 计算机图形学的研究内容2. 计算机图形学发展概况3. 计算机图形学特点和应用4. 计算机图形学当前研究的课题5. 计算机图形生成和输出的流水线四、教学重点、难点及解决方法本章将主要围绕计算机图形学的基本概念进行介绍，介绍研究内容；当前的发展概况；本门课程的特点和应用等等。

五、课时安排2学时六、教学设备多媒体七、检测教学目标实现程度的具体措施和要求通过课堂提问的方式来检测学生对基本概念的掌握程度。

八、教学内容1.1 计算机图形学的研究内容计算机图形学(Computer Graphics): 研究通过计算机将数据转换为图形，并在专用显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。

计算机图形表现形式(1).线条式(线框架图)用线段来表现图形，容易反映客观实体的内部结构，如各类工程技术中结构图的表示，机械设计中零件结构图及电路设计中的电路原理图等。

具有面模型、色彩、浓淡和明暗层次效应，适合表现客观实体的外形或外貌，如汽车、飞机、轮船等的外形设计以及各种艺术品造型设计等。

(2).真实感面模型图形跑车靓照计算机图形分类（空间）(1).二维图形（2D）：在平面坐标系中定义的图形(2).三维图形（3D）：在三维坐标系中定义的图形计算机图形产生方法(1).矢量法(短折线法)任何形状的曲线都用许多首尾相连的短直线（矢量）逼近。

(2).描点法(像素点串接法)每一曲线都是由一定大小的像素点组成计算机绘图方式：(1)交互式绘图允许操作者以某种方式（对话方式或命令方式）来控制和操纵图形生成过程，使得图形可以边生成、边显示、边修改，直至符合要求为止。

如AUTOCAD等(2)被动式绘图图形在生成过程中，操作者无法对图形进行操作和控制。

华中科技大学电子科学与技术系课程设计报告( 2010-- 2011年度第2 学期)名称：软件课程设计题目：基于OpenGL的3D旋转魔方实现院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：年月日目录1.课程设计介绍............................................................................................ (2)1.1目的.............................................................................................................. (2)1.2内容.............................................................................................................. (2)1.3取得的成果 (2)2.程序分析..................................................................................................... (3)2.1 程序原理 (3)2.2 程序流程 (4)2.3 数据结构 (13)2.4 重要函数 (13)3.程序分析与结果演示 (16)3.1 成果演示 (16)3.2 程序分析 (17)4.出现过的问题 (18)5.心得和小节 (19)1.课程设计介绍1.1目的21世纪是高科技时代，是信息技术时代，而计算机技术无疑会引领各行各业，为我们带来一个全新的时代。

作为新世纪的接班人，我们必须拥有良好的计算机应用能力，才能跟上世界发展的大流，不至于在激烈的竞争中被淘汰。

而程序作为计算机的灵魂，因此编程能力对当代大学生来说至关重要。

实验一OpenGL开发环境及扫描转换算法1、实验目的与要求1.通过实验掌握OpenGL中编程环境的设置，了解相关函数用途及设置步骤；2.通过实验掌握基本图形元素的生成，给出相关代码和运行结果；3.用WINDOWS GDI函数编写生成直线或区域填充的程序(选DDA或Bresenham直线算法，活性边表算法填充多边形)，演示算法过程。

4.画矩形，调用一个函数画一个矩形。

画椭圆，调用一个函数画一个椭圆。

画Bezier 曲线。

2、实验方案请描述为达到实验的需要完成哪些方面的实验，列举出实验的基本要点和重点。

在工程WinAPIEX加入void createLine(HDC tmpDC)和void Polyline (tmpDC)在void createLine(HDC tmpDC)用DDA直线算法或Bresenham直线算法生成直线在void Polyline (tmpDC)添加活泩边表填充算法，生成填充四边形和八边形加入Rectangle(tmpDC,x0,y0,x1,y1);加入Ellipse (tmpDC, x0,y0,a,b) ;加入PolyBezier(tmpDC,arr_vertex,4) ;3、实验结果和数据处理1)生成直线的DDA直线算法在createLine(tmpDC)中加入以下代码int x0,y0,x1,y1,color; //自定义直线的起点(x0,y0)和终点(x1,y1)，及颜色colorfloat dx,dy,x,y;int length,i;x0=50;y0=160;x1=900;y1=200;//此处修改了color=1000; color=1;if(abs(x1-x0)>=abs(y1-y0))length=abs(x1-x0);elselength=abs(y1-y0);dx=(x1-x0)/(float)length;dy=(y1-y0)/(float)length;i=1;x=(float)x0;y=(float)y0;while(i<=length){SetPixel(tmpDC,int(x+0.5),int(y+0.5),color);x+=dx;y+=dy;i++;}2)区域填充的程序在void Polyline (tmpDC) 添加活性边表填充void Polyline (HDC tmpDC) //多边形边数.{const int POINTNUM=4;//或者是八边形8/******定义结构体用于活性边表AET和新边表NET***************************** ******/typedef struct XET{float x;float dx,ymax;XET* next;}AET,NET;/******定义点结构体point**************************** **************************/struct point{float x;float y;}polypoint[POINTNUM]={100,10 0,400,100,400,400,100,400};//正方形//polypoint[POINTNUM]={600,10 0,700,100,800,200,800,300,700,400,600, 400,500,300,500,200};//八边形顶点/******计算最高点的y坐标(扫描到此结束)****************************** **********/int MaxY=0;int i;for(i=0;i<POINTNUM;i++)if(polypoint[i].y>MaxY) MaxY=(int)polypoint[i].y;/*******初始化AET表********************************* **************************/AET *pAET=new AET;pAET->next=NULL;/******初始化NET表********************************* ***************************/NET *pNET[1024];for(i=0;i<=MaxY;i++){pNET[i]=new NET;pNET[i]->next=NULL;}/******扫描并建立NET表********************************* ************************/for(i=0;i<=MaxY;i++){for(intj=0;j<POINTNUM;j++)if(polypoint[j].y==i){if(polypoint[(j-1+POINTNUM)%POINT NUM].y>polypoint[j].y){NET*p=new NET;p->x=polypoint[j].x;p->ymax=polypoint[(j-1+POINTNUM) %POINTNUM].y;p->dx=(polypoint[(j-1+POINTNUM)%P OINTNUM].x-polypoint[j].x)/(polypoint [(j-1+POINTNUM)%POINTNUM].y-po lypoint[j].y);p->next=pNET[i]->next;pNET[i]->next=p;}if(polypoint[(j+1+POINTNUM)%POIN TNUM].y>polypoint[j].y){NET*p=new NET;p->x=polypoint[j].x;p->ymax=polypoint[(j+1+POINTNUM) %POINTNUM].y;p->dx=(polypoint[(j+1+POINTNUM)% POINTNUM].x-polypoint[j].x)/(polypoint[(j+1+POINTNUM)%POINTNUM].y-polypoint[j].y);p->next=pNET[i]->next;pNET[i]->next=p;}}}/******建立并更新活性边表AET***************************** ************************/for(i=0;i<=MaxY;i++){//计算新的交点x,更新AET***************************** ***************************/NET *p=pAET->next;while(p){p->x=p->x + p->dx;p=p->next;}//更新后新AET先排序********************************* ****************************///断表排序,不再开辟空间AET *tq=pAET;p=pAET->next;tq->next=NULL;while(p){while(tq->next && p->x >= tq->next->x)tq=tq->next;NET *s=p->next;p->next=tq->next;tq->next=p;p=s;tq=pAET;}//(改进算法)先从AET表中删除ymax==i的结点********************************* *******/AET *q=pAET;p=q->next;while(p){if(p->ymax==i){q->next=p->next;delete p;p=q->next;}else{q=q->next;p=q->next;}}//将NET中的新点加入AET,并用插入法按X值递增排序********************************* */p=pNET[i]->next;q=pAET;while(p){while(q->next && p->x >= q->next->x)q=q->next;NET *s=p->next;p->next=q->next;q->next=p;p=s;q=pAET;}/******配对填充颜色********************************* ******************************/p=pAET->next;while(p && p->next){for(floatj=p->x;j<=p->next->x;j++){SetPixel(tmpDC,static_cast<int>(j),i,RG B(255,200,0));//此处我改变了颜色，八边形的为黄色//SetPixel(tmpDC,static_cast<int>(j),i,RG B(255,0,0));//还有四边形的红色}p=p->next->next;//考虑端点情况}} }//画矩形Rectangle(tmpDC,20,20,80,80); //左上顶点，右下顶点//画椭圆Ellipse (tmpDC, 20,20,160,360) ;//画Bezier 曲线,利用已有的顶点数据PolyBezier(tmpDC,arr_vertex,4) ;实验截图：1.DDA算法的直线2.四边形和八边形3.正方形4.椭行5.Bezier 曲线实习总结：通过本次实验，我掌握了opengl绘图的一些基本知识，会在vc里面加入opengl的基本库。

《 机 原理》 是高校 计算机 专业 及相关 专业 必 微 修 的课程 ，与本 课程 配套 的实验 教学难度 大 而学 习 者 也不容 易理解 和掌 握 ，因此 ，如何搞 好 《 机原 微 理 》课程 实 验教 学一 直是 大家 关心 的 问题 。 虽然 ，现在 大 部分高校 都配 备 了相 应 的实验设
一
类是 验证 性实验 。这类 实验 主要包 括单 板机
和Ｗｎｏ ｓＮ３ ５ ｉｄｗ Ｔ ． 以上 的版本 中。并对原来 的ＯｅＧ ｐｎＬ 库进行扩 展 ，增加 了１个ｗＬ 前缀的专用 函数 ，用 ６ Ｇ为 于连接０ ｅ ｐ脚 Ｗ ｎ２ 口系统 。这些 函数管理 绘图 ｉ３ 窗 描述 表 、显 示 列表 、扩 展 函 数和 字 体位 图 ，提 供 ６ 个Ｗ ｎ ２ Ａ Ｉ 数处 理象 素格 式及 缓冲 。用 这些 函 ｉ３ Ｐ 函 数和Ｏ ｅＧ 的绘 图库结 合起 来 ，可 以方 便地 实现在 ｐ ｎＬ
Ｍ ｃ ｏ ｏ ｔ 司把Ｏ ｅ Ｇ 集成 ￣ Ｗ ｎ ｏ ｓ Ｏ Ｐ ２ ｉｒ ｓ ｆ 公 ｐ ｎＬ Ｊ ｌ ｉ ｄｗ Ｓ Ｒ
Ｉ 拍 冲 生 节脉 发器 ｔ
ｌ 起停 控制电 路
ｔ
系 统 脉 冲 信 号
图 １ 脉冲信号产生原理
二 、 系 统 主要 设 计 思 想
微 机 原理 实验 主 要可分 为 两类 ：
节 拍 脉 冲
ｍ ｌｍ ２… ． … ， ７， ８ ， … ｍ ｍ
光、环境光、镜面光和漫反射光，材质用模型表面
的反射 特性 表 示 。 （） ５ 图象功 能 ：不 仅提 供 了进 行底 层 象 素拷 贝
和 读写操 作 的函数 ，还提 供 了反走样 、融合和 雾化
等 增 强图象 效果 。 （） 理映 射 ：Ｏ ｅ Ｇ 的纹 理映 射 功能可 十 分 ６纹 ｐｎ Ｌ 逼 真地 再现 物 体表 面 的细节 。 （） 时动 画 ：利 用０ ｎ 的双 缓存 （ ｕｌＢｆｅ） ７实 ｐＧ ｅＬ Ｄ ｂｅｕｆｒ ｏ 技 术可 获得 平滑 逼真 的动 画效 果 。 （） ８ 交互 技 术 ：提供 了方便 的三维 图形 交 互接 口，可 进行 人机 交 互操 作 。 利用 Ｏ ｅＧ 进 行 图形操 作并在计 算机 上生 成三 ｐｎ Ｌ 维 图形场 景 的基 本步 骤 为 ： 几何 建 模 一设 置视 ｎ ｏ ｓ ２ 的Ｏ ｅ Ｇ 实现 原 理 ． ｉｄｗ ３ 下 ｐ ｎＬ

计算机图形学实验报告计算机图形学实验报告引言计算机图形学是研究计算机生成和处理图像的学科，它在现代科技和娱乐产业中扮演着重要的角色。

本实验报告旨在总结和分享我在计算机图形学实验中的经验和收获。

一、实验背景计算机图形学实验是计算机科学与技术专业的一门重要课程，通过实践操作和编程，学生可以深入了解图形学的基本原理和算法。

本次实验主要涉及三维图形的建模、渲染和动画。

二、实验内容1. 三维图形建模在实验中，我们学习了三维图形的表示和建模方法。

通过使用OpenGL或其他图形库，我们可以创建基本的几何体，如立方体、球体和圆柱体，并进行变换操作，如平移、旋转和缩放。

这些基本操作为后续的图形处理和渲染打下了基础。

2. 光照和着色光照和着色是图形学中重要的概念。

我们学习了不同的光照模型，如环境光、漫反射和镜面反射，并了解了如何在三维场景中模拟光照效果。

通过设置材质属性和光源参数，我们可以实现逼真的光照效果，使物体看起来更加真实。

3. 纹理映射纹理映射是一种将二维图像映射到三维物体表面的技术。

通过将纹理图像与物体的顶点坐标相对应，我们可以实现更加细致的渲染效果。

在实验中，我们学习了纹理坐标的计算和纹理映射的应用，使物体表面呈现出具有纹理和细节的效果。

4. 动画和交互动画和交互是计算机图形学的重要应用领域。

在实验中，我们学习了基本的动画原理和算法，如关键帧动画和插值技术。

通过设置动画参数和交互控制，我们可以实现物体的平滑移动和变形效果，提升用户体验。

三、实验过程在实验过程中，我们首先熟悉了图形库的使用和基本的编程技巧。

然后，我们按照实验指导书的要求，逐步完成了三维图形建模、光照和着色、纹理映射以及动画和交互等任务。

在实验过程中，我们遇到了许多挑战和问题，但通过不断的尝试和调试，最终成功实现了预期的效果。

四、实验结果通过实验，我们成功实现了三维图形的建模、渲染和动画效果。

我们可以通过键盘和鼠标控制物体的移动和变形，同时观察到真实的光照效果和纹理映射效果。

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。

2009年3月又公布了升级版新规范OpenGL 3.1，也是这套跨平台免费API有史以来的第九次更新。 OpenGL 3.1将此前引入的OpenGL着色语言“GLSL”从1.30版升级到了1.40版，通过改进程序增强 了对最新可编程图形硬件的访问，还有更高效的顶点处理、扩展的纹理功能、更弹性的缓冲管 理等等。
rgba模式颜色索引模式colorindexrgba模式为每个像素点指定颜色可提供丰富多彩的色彩效果其中a是混合因子用于各种特效处理对于显示能力不足的硬件可采用颜色索引模式系统提供一个颜色表通常有256或4096种颜色各像素点通过索引颜色表项得到颜色值opengl基本功能711光照和材质在现实生活中物体因为受光照射和自身对各种频率光波的吸收与反射能力的不同而呈现各自不同的颜色opengl的实现假设光仅仅由三原色rgb组成物体对三原色分别有不同的反射率即材质利用物理光学模型计算物体实际的颜色opengl基本功能811纹理映射texturemapping由于物体采用图元primitive表示点线多边形绘制时有效渲染的地方也仅仅是这些点线多边形其它位置的颜色值则通过插值实现这就造成了物体绘制的不真实纹理映射通过贴图的方式为物体表面贴上真实的色彩花纹这些被指定贴上的图片就称作纹理textureopengl提供了完善的纹理映射机制opengl基本功能911反走样antialiasing线段在计算机中是通过一系列的像素来近似逼近的而这些像素实际上是一个个的小正方形因此线段常常呈锯齿状这被称为走样aliasingopengl通过计算线段对各个像素的不同覆盖率来实现反走样antialiasingopengl基本功能1011图像特效融合blending为了使三维图形更加具有真实感经常需要处理半透明或透明的物体图像这就需要用到融合技雾fog正如自然界中存在烟雾一样opengl提供了fog的基本操作来达到对场景进行雾化的效果opengl基本功能1111双缓存doublebuffering动画出色的动画效果是opengl的一大特色opengl通过双缓存实现动画前台缓存显示当前帧后台缓存同时进行后续帧的场景计算生成画面opengl语法特点15所有opengl函数都使用gl作为前缀如glclearcolor所有opengl常量都使用gl开头并且所有字母都大写如glfalseopengl语法特点25opengl函数后缀说明后缀中的阿拉伯数字一般表示参数的数目如glvertex2i13表示该函数有两个参数阿拉伯数字后的小写字符一个或多个表示参数类型如glvertex2i13表示该函数的两个参数都为32位整数integer表示参数类型的后缀定义见下表opengl语法特点35opengl函数后缀说明opengl语法特点45opengl函数后缀说明有