实验六D编程及ezier曲线绘制Word文件下载.docx
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VC6.0。
三、实验要求:
按照实验内容做实验,保留所作步骤效果截图或演示程序,当场检查,现场计分
四、实验内容
1.3D编程
3DCube.cpp为一静止3D立方体,3DCube2.cpp为正交投影下的旋转3D立方体,按下鼠标可实现不同方向的旋转。
分析3D编程代码与程序结构。
图7-1静止立方体效果图图7-2旋转立方体效果图图7-3旋转茶壶和圆环效果图
1.让静止的立方体绕Z轴不停旋转
2.修改视点,目标点不变,观看显示效果
3.修改目标点,视点不动,观看显示效果
4.视点与目标点同时修改,观看显示效果
5.视点与目标点不变,修改观察体大小,观看显示效果
6.将正交投影观察体改为透视投影观察体,并设置其大小,观察显示效果
7.将立方体替换为茶壶,观看显示效果.
选做
2.Bezier曲线绘制
BezierCurve.cpp为绘制bezier曲线的源程序,仔细研读源程序,并作如下修改
1).改变控制点,观察曲线和曲面形状的变化,控制点起什么作用?
2).改写bezier.cpp,增加控制点数目,修改控制点位置,使之成为空间封闭曲线,写出修改的关键代码及注释(TIPS:
OpenGLBezier曲线绘制方法最多只能有8个控制点)
3).根据bezier曲线的性质,改写程序,使之成为两段曲线光滑连接。
每段曲线用不同颜色表示,并画出控制点。
图7-2·
Bezier曲线绘制效果
五、函数参考
(一)3D编程
1.视点设置函数
voidgluLookAt(GLdoubleeyex,GLdoubleeyey,GLdoubleeyez,GLdoubleatx,GLdoubleaty,GLdoubleatz,GLdoubleupx,GLdoubleupy,GLdoubleupz)
给出矩阵作用于当前矩阵,定义相机位置和方向
视点:
eyex,eyey,eyez
目标点:
atx,aty,atz
相机向上方向:
upx,upy,upz
如果不引用该函数,则eyex=0,eyey=0,eyez=0,atx=0,aty=0,atz=-1,Upx=0,upy=1,upz=0此函数放在display函数中调用
参考坐标系:
世界坐标系
2.正交投影变换设置函数
.voidglOrtho(GLdoubleleft,GLdoubleright,GLdoublebottom,GLdoubletop,GLdoublenear,GLdoublefar),建立正交投影矩阵,定义一个正平行观察体。
距离从相机位置处测量。
right>
left,top>
bottom,far>
near
OpenGL中不提供对观察平面的选择功能。
近裁减平面永远和观察平面重合。
如果OpenGL不提供投影函数,默认调用为:
glOrtho(-1.0,1.0,-1.0,1.0,-1.0,1.0)
3.透视投影变换设置函数
voidgluPerspective(GLdoublefov,GLdoubleaspect,GLdoublenear,GLdoublefar),定义一个透视矩阵作用于当前矩阵
fov-近裁剪平面与远裁剪平面的连线与视点的角度,也称视场角(field-of-viewangle)
aspect-投影平面的宽与高之比
near,far-近裁剪平面和远裁剪平面离相机(视点)的距离
4.三维基本图形绘制函数
1)立方体绘制函数
voidglutWireCube(GLdoublesize)//线框模式
voidglutSolidCube(GLdoublesize)//实体模式
功能:
绘制一个边长为size的线框的或实心立方体,立方体的中心位于原点
2)小球绘制函数
.voidglutWireSphere(GLdoubleRadius,Glintslices,Glintstacks)
voidglutSolidSphere(GLdoubleRadius,Glintslices,Glintstacks);
绘制一个半径为Radius的线框的的或实心小球,小球的中心点位于原点,slices:
为小球的经线数目,stacks为小球的纬线数目
3)茶壶绘制函数
voidglutWireTeapot(GLdoublesize);
voidglutSolidTeapot(GLdoublesize);
绘制一个半径为size的线框的或实心茶壶,茶壶的中心位于原点
参数说明:
参数size为茶壶的近似半径,以size为半径的球体可完全包容这个茶壶。
4)圆环绘制函数
.voidglutWireTorus(GLdoubleinnerRadius,GLdoubleouterRadius,Glintslices,Glintstacks);
voidglutWireTorus(GLdoubleinnerRadius,GLdoubleouterRadius,Glintslices,Glintstacks);
绘制一个半径为size的线框的的或实心圆环体,圆环体的中心位于原点,圆环的内径和外径由参数innerRadius,outerRadius指定
innerRadius:
圆环体的内径
outerRadius:
圆环体的外径
slices:
圆环体的经线数目
stacks:
圆环体的纬线数目
(二)Bezier曲线绘制
1)Bezier曲线绘制步骤:
1.DefiningBeziercurve
voidglMap1{fd}(GLenumtarget,TYPEu1,TYPEu2,GLintstride,GLintorder,constTYPE*points);
●target:
指定控制点所描述的内容
●u1,u2:
曲线的参数范围(t),一般u1=0,u2=1;
●stride:
控制点之间的浮点数或双精度的个数
●order:
次数+1,即控制点的数目
●points:
指向控制点的指针
2.EnablingBeziercurveglEnable(GL_MAP1_VERTEX_3);
3.Calculatingdatapoints
4.Linkinganddrawing
⏹求出Bezier曲线上的详细点
voidglEvalCoord1{fd}(TYPEu)
voidglEvalCoord1{fd}v(TYPE*u)
⏹画出Bezier曲线
glBegin(GL_LINE_STRIP);
for(i=0;
i<
=100;
i++)
glEvalCoord1f((GLfloat)i/100.0);
glEnd();
或
⏹voidglMapGrid{f,d}(GLintn,TYPEu1,TYPEu2);
⏹voidglEvalMesh1(GLenummode,GLintp1,GLintp2);
☐Mode的取值可以是GL_POINT或GL_LINE
⏹相当于glBegin(GL_LINE_STRIP);
for(i=p1;
=p2;
glEvalCoord1f(u1+i*(u2-u1)/n);
六、附属程序
1.3DCube.cpp静止立方体程序
#include<
glut.h>
voiddisplay()
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//清屏
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
//矩阵模式设置
glLoadIdentity();
//清空矩阵堆栈
gluLookAt(1.4,1.0,0.8,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0);
//设置视点
//gluLookAt(1,1.0,1.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0);
glColor3f(1,0,0);
//glutWireCube(0.5);
glutSolidCube(0.5);
//绘制立方体,立方体中心在坐标原点
glColor3f(0,0,1);
glutWireCube(0.5);
//绘制线框立方体,体现边框效果
glutSwapBuffers();
}
voidreshape(intw,inth)
{glViewport(0,0,w,h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glOrtho(-1,1,-1,1,0.5,2.5);
//定义三维观察体
}
voidinit()
{glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
glLineWidth(3);
//glColor3f(1.0,1.0,1.0);
intmain(intargc,char**argv)
{glutInit(&
argc,argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB);
glutInitWindowSize(800,800);
glutInitWindowPosition(0,0);
glutCreateWindow("
cube"
);
glutReshapeFunc(reshape);
glutDisplayFunc(display);
init();
glutMainLoop();
2.3DCube2.exe旋转立方体参考程序
#include"
math.h"
intflag=0;
//GLfloatvertices[][3]={{-1.0,-1.0,1.0},{-1.0,1.0,1.0},{1.0,1.0,1.0},{1.0,-1.0,1.0},{-1.0,-1.0,-1.0},
//{-1.0,1.0,-1.0},{1.0,1.0,-1.0},{1.0,-1.0,-1.0}};
GLfloatvertices[][3]={{-1.0,-1.0,-1.0},{1.0,-1.0,-1.0},{1.0,1.0,-1.0},{-1.0,1.0,-1.0},{-1.0,-1.0,1.0},
{1.0,-1.0,1.0},{1.0,1.0,1.0},{-1.0,1.0,1.0}};
GLfloatcolors[][3]=
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