OpenGL的简单动画与交互

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教程在这个系列讲座中介绍了有关OpenGL的基本知识，主要涉及颜色、绘制几何体、坐标变换、堆栈操作、显示列表、光照和材质、纹理映射、特殊效果、曲面和曲线的绘制、二次几何体绘制、像素操作、如何绘制动画物体及菜单管理。

通过对讲座中提供的实例的理解消化，读者可以较容易地进入OpenGL的世界。

第一讲基本概念前言随着计算机多媒体技术、可视化技术及图形学技术的发展，我们可以使用计算机来精确地再现现实世界中的绚丽多彩的三维物体，并充分发挥自身的创造性思维，通过人机交互来模拟、改造现实世界，这就是目前最为时髦的虚拟现实技术。

通过这种技术，建筑工程师可以直接设计出美观的楼房模型；军事指挥员可以模拟战场进行军事推演，网民可以足不出户游览故宫博物馆等名胜古迹等。

而虚拟现实技术最重要的一部分内容就是三维图形编程。

当前，三维图形编程工具中最为突出的是SGI公司的OpenGL（Open Graphics Language，开放式的图形语言）,它已经成为一个工业标准的计算机三维图形软件开发接口，并广泛应用于游戏开发、建筑、产品设计、医学、地球科学、流体力学等领域。

值得一提的是，虽然微软有自己的三维编程开发工具DirectX，但它也提供OpenGL图形标准，因此，OpenGL可以在微机中广泛应用。

目前，OpenGL在国内外都掀起了热潮，但国内对这一领域介绍的资料并不是很多，特别是有志于在图形图像方面进行深入研究的读者朋友，常常苦于不掌握OpenGL编程接口技术，无法向纵深领域扩展。

为了开启三维图形编程这扇神秘大门，本讲座在结合OpenGL有关理论知识的基础上，着重介绍Visual C++6.0开发环境中的编程实现，由于水平有限，本讲座可能无法面面俱到，存在一些疏漏，但相信它可以将开启"神秘大门"的钥匙交给读者朋友们。

一、OpenGL的特点及功能OpenGL是用于开发简捷的交互式二维和三维图形应用程序的最佳环境，任何高性能的图形应用程序，从3D动画、CAD辅助设计到可视化访真，都可以利用OpenGL高质量、高性能的特点。

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。

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。

学生实验实习报告册学年学期：2016-2017学年 春□√秋学期课程名称：大学计算机基础学生学院：通信与信息工程学院专业班级：学生学号：学生姓名：联系电话：重庆邮电大学教务处印制实验实习名OpenGL基本使用指导教师秦红星考核成绩课程名称计算机图形学A 课程编号实验实习地点信息科技大厦S306 完成日期学生姓名学生学号学院专业广电与数字媒体类所在班级教师评语教师签名：年月日一、实验实习目的及要求目的：认识了解OpenGL的性质、功能要求：1.利用OpenGL绘制一个简单的场景：比如球体、正方体2.加入灯光3.实现交互操作：平移、缩放、旋转二、实验实习设备（环境）及要求（软硬件条件）采用Microsoft Visual C 2010生成环境并用C++编写程序三、实验实习内容与步骤内容：背景为黑色，在点光源下，能够实现平移、缩放、旋转的球。

步骤：建立立体-->添加光照-->添加变换1.先写“主函数”，在主函数中将窗口生成好。

2.在“自定义函数1”中对窗口进行清除、填色等操作。

3.在“自定义函数1”中设置点光源，设置光照的各种参数。

4.在“自定义函数1”中设置平移、缩放、旋转及各参数。

5.在“自定义函数2”中设置平移和缩放的循环。

6.在主函数中调用这两个自定义函数，并且在主函数里面用“自定义函数1”为参数调用glutDisplayFunc()来注册一个绘图函数。

其次用空闲回调函数glutIdleFunc()来使球体不停地循环有缩放、平移功能的函数。

实现动画。

四、实验实习过程或算法（源程序、代码）#include<GL/glut.h>GLfloat angle = 0.0f;GLfloat multiply = 0.0f;void display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); //设置窗口里面的背景颜色glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluPerspective(90.0f, 1.0f, 1.0f, 20.0f);glLoadIdentity();gluLookAt(0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);{//设置一个点光源GLfloat light_position[] = { 0.5f,0.0f,0.0f,1.0f };//（xyzw）w为1时代表点光源，0时代表方向光源GLfloat light_ambient[] = { 0.5f,0.5f,0.5f,1.0f };//（0001）GLfloat light_diffuse[] = { 1.0f,1.0f,1.0f,1.0f };//（1111）GLfloat light_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };//（1111）glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient);//光源环境光强值glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse);//光源漫反射强值glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);//光源镜面反射强值glEnable(GL_LIGHT0);//打开该光源glEnable(GL_LIGHTING);//打开光照}{glRotatef(angle, 0.0f, 1.0f, 0.0f);glTranslatef(0.0f, 0.0f, 0.6f); //平移glScaled(multiply, multiply, multiply); //缩放glutSolidSphere(0.2, 50, 50);}glutSwapBuffers();}void rotateAndzoom(void) //旋转和缩放{angle += 1.0f;if (angle >= 360.0f)angle = 0.0f;display();//设置旋转multiply += 0.01f;if (multiply >= 2.0f)// multiply -= 0.01f;//if (multiply <= 1.0f)multiply = 1.0f;display();//设置缩放}int main(int argc, char* argv[]){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE);glutInitWindowPosition(400, 50);glutInitWindowSize(800, 800);glutCreateWindow("立体");glutDisplayFunc(&display);glutIdleFunc(&rotateAndzoom);//旋转glutMainLoop();//调用该函数启动程序，所有以创建的窗口将会显示return 0;}五、实验实习结果分析和（或）源程序调试过程实验实习名直线扫面和区域填充实现指导教师考核成绩课程名称课程编号实验实习地点完成日期学生姓名学生学号学院专业通信与信息工程学院广电与数字媒体类所在班级教师评语教师签名：年月日一、实验实习目的及要求项目目的：熟悉光栅图形学中的相关算法项目要求：1.应用OpenGL点绘制函数直线与区域2.采用直线扫面算法绘制一条线段，直线有离散点组成3.利用区域填充算法绘制多边形区域，区域由离散点组成二、实验实习设备（环境）及要求（软硬件条件）采用Microsoft Visual C 2010生成环境并用C++编写程序三、实验实习内容与步骤内容：1.用DDA算法实现点绘制直线。

C语言实现OpenGL渲染OpenGL是一种强大的图形渲染API（应用程序接口），它可用于创建高性能的2D和3D图形应用程序。

在本文中，我们将探讨如何使用C语言实现OpenGL渲染。

1. 初始化OpenGL环境在开始之前，我们需要初始化OpenGL环境。

这可以通过以下步骤完成：1.1. 创建窗口使用C语言中的窗口创建库（如GLUT或GLFW）创建一个可见的窗口。

这个窗口将充当我们OpenGL渲染的目标。

1.2. 设置视口使用glViewport函数将窗口的尺寸设置为需要进行渲染的大小。

视口定义了OpenGL将渲染的区域。

1.3. 创建正交投影或透视投影矩阵使用glOrtho或gluPerspective函数创建透视或正交投影矩阵。

投影矩阵将定义OpenGL渲染的视图。

2. 渲染基本图形一旦我们初始化了OpenGL环境，我们可以开始渲染基本图形。

以下是一些常见的基本图形渲染函数：2.1. 绘制点使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一个或多个点。

2.2. 绘制线段使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一条或多条线段。

2.3. 绘制三角形使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一个或多个三角形。

2.4. 绘制多边形使用glBegin和glEnd函数，以及glVertex函数，可以绘制一个或多个多边形。

3. 设置光照效果为了给渲染的图形添加逼真感，可以设置光照效果。

以下是一些常见的光照函数：3.1. 设置光源使用glLight函数，可以设置光源的位置、光照颜色等参数。

3.2. 设置材质属性使用glMaterial函数，可以设置渲染对象的表面材质属性，如漫反射、镜面反射等。

3.3. 使用光照模型使用glShadeModel函数，可以选择光照模型，如平滑光照模型或平面光照模型。

4. 纹理映射纹理映射能够使渲染的图形更逼真。

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：。