实验一OpenGL图形编程入门

实验一 OpenGL图形编程入门三、实验内容1、建立一个工程文件，并运行样本程序my first program.cpp，观看结果。

（6）在工程文件中输入样本程序，单击启动调试按钮，观察运行结果。

样本程序：my first program.cpp#include <glut.h>void display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //刷新颜色缓冲区glFlush(); //用于刷新命令队列和缓冲区，使所有尚未被执行的OpenGL命令得到执行}void main(int argc, char** argv){glutInit(&argc, argv); //初始化GLUT库glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB); //设置显示模式 glutCreateWindow("hello"); //创建窗口，标题为“hello”glutDisplayFunc(display); //用于绘制当前窗口glutMainLoop(); //表示开始运行程序，用于程序的结尾}运行结果：创建一个名称是“hello”的窗口。

如图1-7所示。

2、认真阅读样本程序，理解每个函数的作用，并修改窗口标题，显示为“我的第一个OpenGL程序”。

3、窗口的设置。

在默认情况下，窗口的位置出现在屏幕的左上角，默认大小为300*300。

要求：修改窗口大小为其他尺寸。

参考函数：glutInitWindowPosition(int x, int y);//为窗口指定初始位置，窗口左上角在屏幕上的位置为(x,y) glutInitWindowSize(int width, int height); //设置窗口大小4、背景色的设置。

在默认情况下背景色是黑色。

要求：（1）将窗口背景设置为白色（2）将窗口背景设置为其他颜色参考函数：glClearColor(r,g,b,alpha);//设置背景颜色，此函数放在display()中，并且放在glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);语句的前面。

其中r，g，b取值范围是[0,1]，可以是浮点数。

例如glColor3f(0,0,0)为黑色，glColor3f(1,1,1)为白色，其他颜色应该如何设置？5、基本图形绘制。

参考函数：//画矩形，x1,y1和x2,y2为矩形对角线顶点坐标glRectf(x1,y1,x2,y2);//画线，x1,y1和x2,y2分别为直线段端点坐标glBegin(GL_LINES);glVertex2f(x1,y1);glVertex2f(x2,y2);glEnd();//画三角，x1,y1，x2,y2和x3,y3为三角形顶点坐标glBegin(GL_TRIANGLES);glVertex2f(x1,y1);glVertex2f(x2,y2);glVertex2f(x3,y3);glEnd();（1）在display绘图函数的glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);语句后面增加glRectf(0,0,1,1);运行程序查看效果（2）修改矩形的对角坐标，看看什么变化和问题。

（3）根据给出的函数，试画出直线和三角形等基本图形。

6、绘图色的设置。

（1）将绘制的图形修改成红色。

（2）将绘制的不同基本图元设为不同的颜色。

参考函数：glColor3f(r,g,b); //设置绘图色r,g,b,取值范围：[0,1]，可以为浮点数实验二基本图元的生成算法三、实验内容与要求1、调出实验一的源代码运行，调整修改使得显示窗口大小改变时，绘制的矩形大小随之改变。

提示：(1)在main函数里添加注册窗口变化函数glutReshapeFunc(myreshape); （放在glutMainLoop()之前）(2)在程序中添加窗口改变子函数，参数w,h为当前显示窗口的宽和高 void myreshape(GLsizei w, GLsizei h){glViewport(0,0,w,h); //设置视区位置glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置投影变换模式glLoadIdentity(); //调单位矩阵，清空当前矩阵堆栈if(w<=h)gluOrtho2D(0,300,0,300*(GLfloat)h/(GLfloat)w);//设置裁剪窗口大小elsegluOrtho2D(0,300*(GLfloat)w/(GLfloat)h,0,300);}2、自己参照讲义或教材按照自己的构思画二维平面图形, 修改样本程序circle-algorithm.cpp将上面的矩形替换成自己构思的二维平面图形。

注意顶点的顺序。

参考函数：（1）、点绘制举例glPointSize(2.0) //点的大小设置glBegin(GL_POINTS);glColor3f(1.0,1.0,1.0);glVertex2f(-0.5,-0.5); //顶点glColor3f(1.0,0.0,1.0);glVertex2f(-0.5,0.5);glColor3f(0.0,1.0,1.0);glVertex2f(0.5,0.5);glColor3f(1.0,1.0,0.0);glVertex2f(0.5,-0.5);glEnd()（2）、直线/三角形/四边形绘制举例glLineWidth(2.0);glBegin(GL_LINES);// glBegin(GL_LINE_STRIP);// glBegin(GL_LINE_LOOP);// glBegin(GL_TRIANGLES);// glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);// glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);// glBegin(GL_QUADS);// glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);glVertex2f(-0.5,0.5);glVertex2f(-0.5,-0.5);glColor3f(1.0,1.0,1.0);glVertex2f(-0.5,0.5);glColor3f(1.0,1.0,0.0);glVertex2f(0.5,-0.5);glEnd();（3）、多边形举例glBegin(GL_POLYGON);glVertex2f(-0.5,0.5);glVertex2f(-0.5,-0.5);glColor3f(1.0,1.0,1.0);glVertex2f(0,-0.5);glColor3f(1.0,1.0,0.0);glVertex2f(0.5,-0.5);glVertex2f(0.5,0.5);glEnd();3、读懂DDA直线生成算法伪代码，并修改伪代码，使之变成可行的OpenGL代码，验证DDA直线生成算法。

DDA直线生成伪代码//x0,y0 表示直线的起始点, x1,y1表示直线的终止点，color表示直线的绘制颜色提示：使用学过的画点函数替换setpixel(round(x), round(y),color)函数。

4、读懂Bresenham直线生成算法伪代码，并修改伪代码，使之变成可行的OpenGL代码，验证Bresenham直线生成算法。

要求在函数void Bresenham_Circle_Algorithm(int cx, int cy, int radius)中写出自己的Bresenham画圆法代码。

思考选做：5、DDA算法来绘制N多边形。

用n多边形逼近圆，最小多边形为3角形。

将自己的代码写在函数NSidedPolygon(int n, int cx, int cy,int radius)里，使用DDA算法来绘制N多边形（不要使用OpenGL绘制多边形的函数）。

我们知道OpenGL画点功能为：glBegin(GL_Points);glVertex2f(x,y);glEnd();由于n多边形有n条边，所以必须画n条直线。

将画直线的代码写在函数 DrawLine(int x1, int y1, int x2, int y2)中,考虑n多边形的n条直线是各个方向，即有斜率|k|>=1的情况，又有斜率|k|<1的情况，你可以使用学过的画直线方法，如DDA算法。

阅读样本程序，参见circle-algorithm.cpp：附：样本程序circle-algoritm.cpp#include <glut.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>// set some initial parameters, such as the center of the circle(cx,cy), the radius of the circle,int cx=150,cy=150,radius=80;void DDA_Line(int x1,int y1,int x2,int y2);void Bresenham_DrawLine(int x1,int y1,int x2,int y2);void NSidedPolygon(int n, int cx, int cy, int radius);void Display(void);void Reshape(int w, int h);int main(int argc, char** argv){glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(0, 0);glutInitWindowSize(window_width, window_height);glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);glutCreateWindow("Circle Generation Algorithm");glutDisplayFunc(Display);glutReshapeFunc(Reshape);glutMainLoop();return 0;}void Display(void){/* YOUR CODE HERE */glutSwapBuffers();}void Reshape(int w, int h){glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();glViewport(0, 0, w, h);gluOrtho2D(0, w, 0, h);// glutPostRedisplay();}void DDA_Line(int x1,int y1,int x2,int y2);{/* YOUR CODE HERE */}void Bresenham_DrawLine(int x1,int y1,int x2,int y2);{/* YOUR CODE HERE */}void NSidedPolygon(int n, int cx, int cy, int radius){/* YOUR CODE HERE */}实验三 OpenGL的简单动画与交互二、实验内容与要求1、在实验一（画矩形）的基础上添加键盘交互，按W键绘制的矩形上移,按S键矩形下移，按A键矩形左移，按D键矩形右移，如图3-1。