计算机图形学试验指导一–OpenGL基础

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(计算机图形学)4.opengl编程基础培训资料

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绘制三角形
三角形是绘制2D和3D图形的基本单元。掌握绘制三角形的方法是学习OpenGL 的重要一步。
glClearColor函数
glClearColor函数用于设置窗口的清除颜色,即每次渲染前将窗口填充为指定的颜色。这是一个常用函数,有助 于改变渲染效果。
图形学基础概念
计算机图形学是研究图像处理与生成的学科。它涉及数学、物理和计算机科 学的交叉应用,可实现3D建模、渲染和动画效果。
硬件与软件要求
1 硬件需求
图形处理器(GPU),内存,显示器等
2 软件需求
操作系统,OpenGL库,开发环境等
OpenGL的历史与版本
OpenGL是一种跨平台的图形程序接口,由Silicon Graphics Inc.(SGI)于1992年 发布。它不断演进,目前最新的版本是OpenGL 4.6。
创建OpenGL环境
通过准备窗口、初始化OpenGL状态等步骤,我们可以创建一个可交互的 OpenGL绘图环境,准备开始图形编程的学习之旅。
O构包括初始化函数、渲染函数和事件监听函数。熟 悉这个结构有助于编写可读性更高的代码。
变换与移动
变换和移动是创建图形动画的关键技术。通过使用矩阵变换和平移操作,我 们可以改变对象的位置、大小和方向。

实验一 OpenGL初识

实验一 OpenGL初识

计算机图形学基础实验报告实验1 OpenGL初识一、实验目的熟悉编程环境;了解光栅图形学显示器的特点,了解计算机绘图的特点;利用VC++OpenGL作为开发平台设计程序,已能够在屏幕上生成任意一个像素点作为本实验的目标。

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,尤其是生成点函数。

三、实验原理(1)基本语法常用的程序设计语言,如C、C++、Pascal、Fortran和Java 等,都支持OpenGL 的开发。

这里只讨论C版本下OpenGL的语法。

OpenGL基本函数均使用g1作为函数名的前缀,如glClearColor();实用函数则使用glu 作为函数名的前缀, 如gluSphere()。

OpenGL基本常量的名字以GL_开头,如GL_LINE_LOOP;实用常量的名字以GLU_开头,如GLU_FILL。

一些函数如glColor*().(定义颜色值), 函数名后可以接不同的后缀以支持不同的数据类型和格式。

如glColor3(…)、glColor3d(…)、glColor3f(…)和glCo1or3bv(…)等,这几个函数在功能上是相似的,只是适用于不同的数据类型和格式,其中3表示该函数带有三个参数, b、d、f 分别表示参数的类型是字节型、双精度浮点型和单精度浮点型, v 则表示这些参数是以向量形式出现的。

为便于移植, OpenGL定义了一些自己的数据类型,如GLf1oat、GLvoid,它们其实就是C语言中的float和void。

在gl.h文件中可以看到以下定义:…typedef float GLfloat;typedef void GLvoid;…一些基本的数据类型都有类似的定义项。

(2)程序的基本结构OpenGL程序的基本结构可分为三个部分:第一部分是初始化部分。

主要是设置一些OpenGL的状态开关,如颜色模式(RGBA 或Alpha)的选择、.是否作光照处理(若有的话,还需设置光源的特性)、深度检测、.裁剪等。

计算机图形学实验代码及其截图

计算机图形学实验代码及其截图

目录实验一:OpenGL基础知识 (1)实验二Ope nGL 中的建模与变换 (2)实验三OpenGL中的光照 (5)实验四OpenGL 中的拾取 (8)实验五OpenGL 中的纹理映射 (11)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1. 硬件:每个学生需配备计算机一台。

2. 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1. 硬件:每个学生需配备计算机一台2. 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\lnclude'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)4.opengl编程基础培训资料

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积极的发展者社区
开发者社区作用非常大,持续为OpenGL带来新 的属性和特性。
通用性
OpenGL不只是一个工具,而是一种用于各种应 用领域的编程语言。
易于使用
OpenGL良好的易用性和多种语言的支持使得其 可以被众多开发者使用。
OpenGL中的着色器
着色器语言:GLSL
着色器是以C语言为基础的GLSL (OpenGL Shading Language)程 序。
OpenGL中的矩阵有两个:变换矩阵和投影矩阵。变换矩阵是几何变换所要使用 的矩阵,投影矩阵是把3D空间转化成2D空间的矩阵。
3
模型视图矩阵
模型视图矩阵可用于表示仿射变换的矩阵,如旋转、平移和缩放
OpenGL中的指针及数据类型
数据类型
OpenGL支持大多数基本数据类型,如整 型、浮点型、字符型等。
OpenGL是一种状态机模型, 即它会根据特定的命令和 当前状态的值来改变内部 状态。
在OpenGL绘制中,顶点数 据、纹理坐标、颜色和其 他绘图属性等都存储在缓 冲容器中。
矩阵操作
1
图形学中的矩阵操作
大量的图形组成和坐标处理需要用到矩阵的计算,矩阵的运算是图形学计算的基 础。
2
OpenGL中的矩阵使用
顶点着色器
顶点着色器主要任务是对单个顶 点进行处理,控制顶点的颜色、 位置、折射等。
像素着色器
像素着色器可对每个像素进行处 理、文本化和质量处理,实现材 质的绘制。
OpenGL基本概念
1 绘图原语
2 状态机模型
3 缓冲容器
OpenGL将所有的绘图对象 抽象为一些基本的几何形 状,如线段、多边形、曲 线等。
应用指针
使用适当的指针,内存读取和写入会更加 高效,可避免重复操作。

计算机图形学实验报告

计算机图形学实验报告

计算机图形学实验报告计算机图形学实验 (一) – OpenGL 基础用OPENGL画直线\圆\曲线等二维图1.1 综述这次试验的目的主要是使大家初步熟悉OpenGL 这一图形系统的用法,编程平台是Visual C++,它对OpenGL 提供了完备的支持。

OpenGL 提供了一系列的辅助函数,用于简化Windows 操作系统的窗口操作,使我们能把注意力集中到图形编程上,这次试验的程序就采用这些辅助函数。

本次实验不涉及面向对象编程,不涉及MFC。

1.2 在 VC 中新建项目1.2.1 新建一个项目选择菜单File 中的New 选项,弹出一个分页的对话框,选中页Projects 中的Win32Console Application 项,然后填入你自己的Project name,如Test,回车即可。

VC 为你创建一个工作区(WorkSpace ),你的项目Test 就放在这个工作区里。

1.2.2 为项目添加文件为了使用OpenGL,我们需要在项目中加入三个相关的Lib 文件:glu32.lib、glaux.lib、opengl32.lib,这三个文件位于c:\programfiles\microsoft visualstudio\vc98\lib 目录中。

选中菜单Project->Add To Project->Files 项(或用鼠标右键),把这三个文件加入项目,在FileView 中会有显示。

这三个文件请务必加入,否则编译时会出错。

或者将这三个文件名添加到Project->Setting->Link->Object/library Modules 即可。

点击工具条中New Text File 按钮,新建一个文本文件,存盘为Test.c 作为你的源程序文件,再把它加入到项目中,然后就可以开始编程了。

1.3 一个 OpenGL 的例子及说明1.3.1 源程序请将下面的程序写入源文件Test.c,这个程序很简单,只是在屏幕上画两根线。

计算机图形学实验报告-OpenGL基本使用

计算机图形学实验报告-OpenGL基本使用

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。

“计算机图形学课件-OpenGL基础”

“计算机图形学课件-OpenGL基础”

OpenGL的帧缓存:双缓存和 多重采样缓存
双缓存
为避免屏幕出现闪烁和拉伸等现象,通常使用双缓存技术。
多重采样缓存
用于提高渲染质量,避免出现棱边、走样等问题。
模型矩阵
用于设置物体的位置、大小、 旋转等属性。
视图矩阵
定义了摄像机的位置和方向, 使得透视校正可以应用到场 景中的物体。
投影矩阵
用于将三维场景投影到二维 视口上,包括透视投影和正 交投影。
OpenGL的剪切与裁剪
剪切测试
用于决定是否绘制部分可见的 图形,提高渲染效率。
裁剪平面
使用裁剪平面来剔除不在视锥 体内的图形,避免不必要的渲 染操作。
计算机图形学课件—— OpenGL基础
计算机图形学是探索计算机如何生成、处理和显示图形的学科。本课件将介 绍OpenGL基础,包括历史、基本概念和常用功能。
OpenGL是什么?
OpenGL是跨平台的、开放源代码的图形库,用于开 发各种图形应用程序。
OpenGL支持2D和3D图形,能够创建高性能的交互 式应用程序。
2000年至今
OpenGL被广泛应用于游戏、虚拟现实、工业和科学领域等,迎来了历史性的变革。
OpenGL的版本和兼容性
OpenGL版本
当前最新版本是4.6版,最早 的版本是1.0版。
OpenGL兼容性
OpenGL的兼容性很广,支 持多种操作系统、程序语言 和硬件平台。
OpenGL ES
OpenGL ES是OpenGL的移 动版,支持嵌入式平台和移 动设备,提供比较小的API和 功能。
顶点着色器
处理顶点的位置和颜色等信息。
几何着色器
处理三角形内外和相邻三角形之间的关 系。

OpenGL实验指导

OpenGL实验指导

计算机图形学实验指导书课程名称: 计算机图形学基础英文名称: Computer Graphics 课程性质: 限选编写人: 孔繁茹2010年9月1日计算机学院阅读说明● 未加标注的为参考实验 ● 标有☆的为必做实验 ● 标有★的为选做实验实验要求● 每个小组 ≤ 4人,需要完成以下任务⏹ 所有必做实验 (40%) 8 * 5分 ⏹ 2项选做实验 (20%) 2 * 10分 ⏹ 1项综合实验 (40%) 1 * 40分Part 1 预备知识实验1.1 环境设置[参考程序] demo.c 图 1.1.1 一、实验目的熟悉VC 编程环境, 配置OpenGL 图形环境 二、实验内容1.OpenGL 环境设置将OpenGL 所需函数库和头文件复制到指定目录.也可以通过批处理文件的方式, 将下面四行存入一文本文件, 改名为set.bat , 然后双击set.bat 运行. copy glut.h "C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL" copy glut32.lib "C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib" copy glut32.dll "C:\WINDOWS\system32" pause注意: 如果VC 安装在D 盘或其他盘, 应修改相应路径 2.编译运行demo.c, 查看环境是否配置成功Part 2 OpenGL 编程基础图 1.1.1实验2.1 OpenGL 编程基础[参考程序]hello.c 图2.1.1 chap2-1.cpp 图2.1.2一、实验目的熟悉OpenGL 编程框架、基本函数、几何原语 二、实验内容1. 运行hello.c, 查看运行结果, 并完成以下练习1) 改变背景颜色 2) 改变图形颜色 3) 改变窗口大小 4) 改变窗口位置2. 用OpenGL 几何原语绘制点, 直线, 多边形, 三角形带等基本图形. OpenGL 编程基础可参考附录。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
}
//处理键盘
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
switch (key)
{
case 27://esc键退出
exit(0);
break;
default:
break;
}
}
int main(int argc, char** argv)
{
glutInit(&argc, argv);//初始化glut
为了使用OpenGL,我们需要在项目中加入相关的Lib文件:glut32.lib
选中菜单Project->Settings项,在link选项卡中的Object/Library modules栏中加入glut32.lib。
选择菜单File中的New选项,弹出一个分页的对话框,选中页Files中的C++sourcefile,填入文件名,钩选添加到刚才建的那个工程里,然后就可以开始编程了。
init();//初始化OpenGL
glutDisplayFunc(display);//设置显示回调函数
glutReshapeFunc(reshape);//设置reshape回调函数
glutKeyboardFunc(keyboard);//设置键盘回调函数
glutMainLoop();//进入主循环
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//清除颜色缓存
glBegin(GL_LINES);//开始画直线
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);//设置颜色为白色
glVertex2f(30.0f, 30.0f);//第一根线的两个端点
glVertex2f(200.0f, 400.0f);
{
glViewport(0, 0, width, height);//设置视口
glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置当前为投影变换模式
glLoadIdentity();//用单位矩阵替换当前变换矩阵
gluOrtho2D(0.0, width, 0.0, height);//设置正交投影视图体
3.一个OpenGL的例子
#include <GL/glut.h>
//初始化OpenGL
void init(void)
{
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);//设置背景颜色
glShadeModel(GL_FLAT);//设置明暗处理
}
//主要的绘制过程
void display(void)
glVertex2f(400.0f, 100.0f);//三角形的三个顶点
glVertex2f(600.0f, 100.0f);
glVertex2f(500.0f, 300.0f);
glEnd();//结束画三角形
glFlush();//开始绘制
}
//在窗口改变大小时调用
void reshape(int width, int height)
函数glColor3f()以RGB方式设置颜色,格式为:glColor3f(red,green,blue),每种颜色值在(0.0, 1.0)之间。
函数glVertex2f(x, y)设置二维顶点。
函数glBegin(UINT State)、glEnd()是最基本的作图函数,下面对它作一介绍。
2.在VC中新建Biblioteka 目新建一个项目。选择菜单File中的New选项,弹出一个分页的对话框,选中页Projects中的Win32 Console Application项,然后填入你自己的Project name,回车即可。VC为你创建一个工作区(WorkSpace),你的项目就放在这个工作区里。
为项目添加文件
OpenGL采用的是状态机的方式,用户设定一种状态,程序照此运行。如:glBegin(GL_LINES)设定画线状态(GL_LINES是OpenGL已定义好的常量),glColor3f()设定绘图所用颜色。
main()函数中的几个glut前缀函数是glut库函数,用以初始化窗口,大家不必深究,我们关注的是display()函数,它是我们真正绘图的地方。
return 0;
}
程序说明:
每个函数的具体含义在程序注释中已作了叙述,不再多说。
OpenGL的函数在格式上很有特点,它以gl为前缀,并且函数名的最后一个字母指出所用的数据类型,如:glColor3f(),字母f指明要使用浮点数。字母前的数字指明参数个数或指明二维还是三维,如:glVertex2f()是要设置二维的点。
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);//设置为单缓存,RGB模式
glutInitWindowSize(640, 480); //设置窗口大小
glutInitWindowPosition(0, 0);//设置窗口起始位置
glutCreateWindow("Basic");//设置窗口标题
2.准备GLUT库
下载glut压缩包后,解压,把glut32.dll放在Windows的system32目录下,将glut32.lib放在C:\program files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib目录中,将glut.h放在C:\program files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL目录中
计算机图形学实验指导(一)–OpenGL基础
1.综述
这次试验的目的主要是使大家初步熟悉OpenGL这一图形系统的用法,编程平台是Visual C++,它对OpenGL提供了完备的支持。
尽管OpenGL包括渲染命令,但却独立于任何窗口系统和操作系统。因此,OpenGL并不包括用来打开窗口以及从键盘或鼠标读取事件的命令。在这里,我们应用GLUT库简化Windows窗口操作。
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);//设置第二根线的颜色为红色
glVertex2f(25.0f, 350.0f);//第二根线的两个端点
glVertex2f(250.0f, 50.0f);
glEnd();//画线结束
glBegin(GL_TRIANGLES);//开始画三角形,注意,没有设颜色,所以还是红色
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