计算机图形学_实验3_三维图形绘制
基于OpenGL的三维图形绘制实验
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。
计算机图形学实验03
计算机图形学实验03
《计算机图形学》实验报告
圆（椭圆）的生成算法
一、实验教学目标与基本要求
1．实现圆的生成算法；
2．实现椭圆的生成算法；
二、实验课程内容 (2学时)
1．写出完整的圆的Bresenham生成算法；
2．写出完整的椭圆的中点生成算法；
三、算法思想
1．圆的Bresenham生成算法：
如果我们构造函数 F(_,y)=_+y-R，则对于圆上的点有F(_,y)=0，对于圆外的点有F(_,y)_gt;0，对于圆内的点F(_,y)_lt;0 。
与中点画线法一样，构造判别式:d=F(M)=F(_p+1,yp-0.5)=(_p+1)+(yp-0.5)-R。
若d_lt;0，则应取P1为下一象素，而且再下一象素的判别式为：
222d=F(_p+2,yp-0.5)=(_p+2)+(yp-0.5)-R=d+2_p+3
若d≥0，则应取P2为下一象素，而且下一象素的判别式为：
d=F(_p+2,yp-1.5)=(_p+2)+(yp-
1.5)-R=d+2(_p-yp)+5我们这里讨论的第一个象素是（0,R），判别式d的初始值为：d0=F(1,R-0.5)=1.25-R。
为了进一步提高算法的效率，将上面的算法中的浮点数改写成整数，将乘法运算改成加法运算，即仅用整数实现中点画圆法。
2．椭圆的中点生成算法：
椭圆中点生成算法是将椭圆在第一象限中分为两个部分：
1)对于斜率绝对值小于1的区域内在_方向取单位量；
2)对于斜率绝对值大于1的区域内在y方向取单位量；
斜率可以通过椭圆的标准方程中获得为K = - (ry_ry)__/(r__r_)_y;这里中点椭圆222222222。
计算机图形学-3D图形绘制代码和截图
实验报告内容：
一、实验设备：
OpenGL 实用工具库文件 glut32.dll,glut.h,glut32.lib
安装 GLUT 库
Copy glut.h
=>VC/include/gl/
glut32.lib =>VC/lib/
glut32.dll =>windows/system32/
二、实验目的、要求： 1.理解 OpenGL 三维观察流水线 2.理解 3D 模式数据结构及绘制方法
②截图：
glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); // gluPerspective(45.0, float(w) / h, 0.1, 100.0); glFrustum(-1.0,1.0,-1.0,1.0,1.5,20.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); } void display(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glColor3f(1.0,1.0,1.0); glLoadIdentity();//设置当前矩阵为单位矩阵 gluLookAt(5.0,4.0,9.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0); glScalef(2.0,1.0,1.0);//x 方向放大 2 倍 glutWireCube(1); glFlush(); } void main(int argc, char **argv) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowSize(500,500); glutInitWindowPosition(100,100); glutCreateWindow("3D Cube"); init(); glutReshapeFunc(myReshape); glutDisplayFunc(display); glutMainLoop(); }
图形学实验报告三维图形
图形学课程设计题目：三维真实感图形设计与绘制专业：计算机科学与技术学号姓名：一．一）课程设计目的与要求图形学课程设计的主要目的是让同学们通过图形学的实际问题应用，进一步增强计算机图形学理论的理解、算法应用、图形数据结构设计与图形程序设计等，从而提高图形学实际应用与软件开发能力。
二）课程设计题目三维真实感图形设计与绘制三）问题的提出与需求分析（1）题目内容说明：本题目要求应用OpenGL的光照技术和纹理技术实现一个简单的三维真实感图形的程序设计。
具体要求实现功能：1）通过对话方式实现交互式设计光照模型功能。
2）实现三维模型纹理映射功能。
3）用鼠标跟踪球方法实现三维模型的空间旋转。
（2）技术要点说明1）三维模型显示场景树：将三维可视化模型场景内容分解用一种树或表数据结构描述。
2）实现一个读Targa文件的程序：Targa是一种常见的图像格式文件，该文件通常以未压缩的格式存储图像。
3）实现鼠标跟踪球方法程序。
二．设计思路要设计一个良好的场景和优秀的交互方式，现在虚拟现实场景十分繁多，各种交互方式也五花八门，我们要选择特定的场景，场景要保证两点：一是其新鲜性，让人耳目一新，否则会让人有过于老套的感觉；另外就是其真实度，这是本次课题的着重关注点；在选取选定的场景后，我们要定义各交互方式，在从现有可得到的交互方式案例中提取和创新，以保证开发出来的交互方式可以最大程度的提高人机交互的效率。
场景的规模是必须考虑的，因为设计的时间和人员有限，必须限制场景规模，没有时间和人力去开发过大的场景规模，但是如果场景规模过小，演示系统就无法给人带来非常强烈的真实感冲击，而且过小规模的场景也会限制交互方式的设计和开发；所以定义适当的场景规模，对于课题的成败十分重要。
通过对计算机图形学和三维人机交互方式等相关书籍和文献的阅读和学习，了解和掌握建立真实图形显示系统的过程和三维虚拟场景中人机交互的方式。
三维图形及动画场景的显示，就是把所建立的三维空间模型，经过计算机的复杂处理，最终在计算机二维屏幕上显示的过程，并且在显示的过程要保证其真实感。
计算机图形学实验报告
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。
计算机图形学与三维建模实验报告
计算机图形学与三维建模实验报告计算机图形学实验报告openGL的基本使用1.项目代码：// 2321321.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<stdio.h>#include<gl/glut.h>#include<gl/glu.h>#include<gl/gl.h>using namespace std;//#include"vgl.h" opengl4.3 编程宝典第8版库函数//#include"loadshaders.h"GLfloat x=0.0,y=0.0,z=0.0;//用于平移的变量GLfloat i=1.0,j=1.0,k=1.0;//用于缩放的变量int d=1;//用于是否判断旋转的开关GLfloat angle=0.0f;//旋转角度的变量void myDisplay(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);// 创建透视效果视图glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluPerspective(90.0f, 1.0f, 1.0f, 20.0f);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();gluLookAt(0.0, 0.0, 10.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);// 定义4光源，从4个方向入射,第一个是白光，其他为红绿蓝{GLfloat sun_light_position[] = { -5.0f, 5.0f, 0.0f, 1.0f };GLfloat sun_light_position1[] = { 5.0f, 5.0f, 0.0f, 1.0f };GLfloat sun_light_position2[] = { -5.0f, -5.0f, 0.0f, 1.0f };GLfloat sun_light_position3[] = { 5.0f, -5.0f, 0.0f, 1.0f };GLfloat sun_light_ambient[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f,1.0f };GLfloat sun_light_diffuse[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f,1.0f };GLfloat sun_light_diffuse1[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };GLfloat sun_light_diffuse2[] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };GLfloat sun_light_diffuse3[] = { 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f };GLfloat sun_light_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION,sun_light_position);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, sun_light_ambient);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, sun_light_diffuse);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR,sun_light_specular);glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION,sun_light_position1);glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, sun_light_ambient);glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, sun_light_diffuse1);glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR,sun_light_specular);glLightfv(GL_LIGHT2, GL_POSITION, sun_light_position2);glLightfv(GL_LIGHT2, GL_AMBIENT, sun_light_ambient);glLightfv(GL_LIGHT2, GL_DIFFUSE, sun_light_diffuse2);glLightfv(GL_LIGHT2, GL_SPECULAR,sun_light_specular);glLightfv(GL_LIGHT3, GL_POSITION, sun_light_position3);glLightfv(GL_LIGHT3, GL_AMBIENT, sun_light_ambient);glLightfv(GL_LIGHT3, GL_DIFFUSE, sun_light_diffuse3);glLightfv(GL_LIGHT3, GL_SPECULAR,sun_light_specular);glEnable(GL_LIGHT0);glEnable(GL_LIGHT1);glEnable(GL_LIGHT2);glEnable(GL_LIGHT3);glEnable(GL_LIGHTING);glEnable(GL_DEPTH_TEST);}//绘制坐标轴{glBegin(GL_LINE);//x轴红色glColor3f(1,0,0);glVertex3f(10,0,0);glVertex3f(-10,0,0);//y轴绿色glColor3f(0,1,0);glVertex3f(0,10,0);glVertex3f(0,-10,0);//z轴蓝色glColor3f(0,0,1);glVertex3f(0,0,10);glVertex3f(0,0,-10);glEnd();}// 定义球体的材质并绘制{GLfloat ambient[] = { 0.2f, 0.2f, 0.2f, 1.0f };//环境颜色GLfloat diffuse[] = { 0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f };//散射GLfloat specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };//镜面反射GLfloat emission[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f };//发射光颜色GLfloat hininess = 50.0f; //反射指数glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambient);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diffuse);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, specular);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, emission);glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, shininess);glTranslatef(x,y,z);glScalef(i,j,k);if(d==1){glRotatef(angle,0.0f,0.0f,4.0f);glTranslatef(2.5f,2.5f,0.0f);}glutSolidSphere(2.0, 60.0, 60.0);}glutSwapBuffers();}void ChangeSize(GLsizei W,GLsizei H)//当视口改变时改变裁剪部分保证图形观察时不形变{GLfloat aspectRatio;if(H==0)H=1;glViewport(0,0,W,H);//视口设置glMatrixMode(GL_PROJECTION);//重置坐标系统glLoadIdentity();aspectRatio=(GLfloat)W/(GLfloat)H;if(aspectRatio<=1)//裁剪部分设置glOrtho(-2.5,2.5,-2.5/aspectRatio,2.5/aspectRatio,2.5,-2.5);elseglOrtho(-2.5*aspectRatio,2.5*aspectRatio,-2.5,2.5,2.5,-2.5);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();}void ProcessKeys(unsigned char ch,int a,int b){if(ch==119)//w{y+=0.1;glutPostRedisplay();}else if(ch==115)//s{y-=0.1;glutPostRedisplay();}else if(ch==97)//a{x-=0.1;glutPostRedisplay();}else if(ch==100)//d{x+=0.1;glutPostRedisplay();}else if(ch==120)//x{z-=0.1;}else if(ch==122)//z{z+=0.1;glutPostRedisplay();}else if(ch==43)//+{i+=0.1;j+=0.1;k+=0.1;glutPostRedisplay(); }else if(ch==45)//-{i-=0.1;j-=0.1;k-=0.1;}else if(ch==32)//空格键{if(d==0)d=1;else d=0;cout<<d<<endl;}//按空格开关旋转}void IdleFunc(){if(d==1){angle+=1.0f;if(angle==360.0f){angle=0.0f;}cout<<angle<<endl;myDisplay();}}int _tmain(int argc, char* argv[]){glutInit(&argc, (char**) argv);glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA); glutInitWindowPosition(100,100);glutInitWindowSize(500,500);glutCreateWindow("Hello OpenGL");glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(ChangeSize);glutIdleFunc(IdleFunc);glutKeyboardFunc(ProcessKeys);glutReshapeFunc(ChangeSize);glutMainLoop();return 0;}二．系统总体布局系统流程图：本系统是常规的openGL系统，初始化后先设置视角、投影、光照、材质等因素，绘制基本的图形，再通过函数判断键盘输入进行重复绘制，完成基本的平移，缩放，旋转等操作三．系统设计思路在系统设计最初，本来想直接使用默认视角后直接设置光照和平移旋转等功能，但是发现在默认视角下对物体，特别是正方体的三维效果无法很好地观察，因此采用侧视视角然后在对材质的定义上，由于立方体设置比较麻烦，最后决定画一个球体，然后在平移旋转缩放等功能的演示上，直接演示过于简单，就是一个函数的执行，因此决定采取利用键盘控制移动和缩放及旋转的方式。
数学实验三维绘图课件
(1,2,1)
(3,4,1)
(3,3,1)
(2,3,1)
(2,2,1)
(2,1,1)
(1,1,1)
(3,2,1)
3 2.5
2
2
1.5
11
(3,1,1) 3
北京科技大学数学实验
例： x=1:.1:3; y=1:.1:4;
[X,Y]=meshgrid(x,y); Z=ones(size(X)); mesh(X,Y,Z)
三、matlab三维曲面绘图
meshgrid——生成网格矩阵
调用格式： [X,Y]=meshgrid(x,y)--------生成小矩形顶点的坐
标值矩阵
[X,Y]=meshgrid(x) 等价于[X,Y]=meshgrid(x,x)
北京科技大学数学实验
例:x=[1,2,3]；y=[1,2,3,4]； [X,Y]=meshgrid(x,y)
matlab 三维绘图
北京科技大学数学实验
三维曲线绘图 三维曲面绘图
北京科技大学数学实验
二、matlab三维曲线绘图
plot3——三维曲线绘制指令
plot3的调用格式： plot3(X,Y,Z) plot3(X,Y,Z,’String’) plot3(X1,Y1,Z1,’ String1’,X2,Y2,Z2,’ String2’,…) plot3与plot的 用法相同
北京科技大学数学实验
例:x=[1,2,3] y=[1,2,3,4] [X,Y]=meshgrid(x,y)
X= 1 2 3
123 123 123
Y =1 1 1 222 333 444
Z=ones(size(X));mesh(X,Y,Z)
计算机图形学 实验3 三维形体构造
一、实验题目：三维形体构造二、实验内容使用三维造型工具（如3DSMax或AutoCAD）设计一个日常生活用品（如：计算机器材、水果、杯子、电视、桌椅等）三、实验过程1、设计过程（1）在‘标准几何体’面板中选择“球体”命令将球体的半径设置为40，段数为36，然后在视图区中的顶视图中绘制一个球体（2）在顶视图中鼠标右键单击球体，在快捷菜单中选择“转换为”中的“转换NURBS曲面”命令。
（3）单击命令面板中的“NURBS曲面”选项前面的“+”按钮，选择该命令中的“CV曲面”命令，这时，球体的周围出现了黄色的经线和纬线组成的框线，并且在交叉点上有绿色的点，这些绿色的点被称为CV控制点(4)在CV卷展栏中单击“单个控制点”按钮，在顶视图中单击球体的中心控制点（5）关闭CV卷展栏，打开软选择卷展栏，将该命令下的“软选择”和“影响相邻”命令激活，在“衰减”命令栏中输入20，选择工具栏中的“选择移动”工具，在前视图中对选择的中心点沿Y轴向下移动，这时在苹果的上端会出现一个向下的苹果顶坑（6）在顶视图中球体的中心位置再次单击鼠标的左键选择球体下面的控制点（7）在前视图中沿Y轴向上移动鼠标，创建一个球体的向上凹进的苹果底坑，这时，前视图如下：（8）在‘标准几何体’面板中选择“圆柱体”命令，把光标放在顶视图苹果的中心，画出苹果的叶柄，设置相应的参数。
（9）在修改器列表中选择“弯曲”，设置弯曲的角度为60，再选择“锥化”，设置参数，数量为0，曲线为-2.0（10）给苹果和叶柄渲染上相应的颜色，得到苹果2、实验结果图3、说明设计中采用哪些三维形体构成方法该设计采用的是几何体素构造法，该方法是一种用简单几何形体构造复杂实体的造型方法，用到的造型体素有球体、圆柱体。
4、该实体构造方法的优缺点分析优点：CSG既能增加体素，又能移去体素的布尔运算。
一般造型系统都为用户提供了基本体素，它们的尺寸、形状、位置都可由用户输入少量的参数值来确定，因此非常便捷。
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深圳大学实验报告
课程名称：计算图形学
实验名称：三维图形绘制
学院：计算机与软件学院专业：计算机科学与技术报告人：学号：班级：
同组人：无
指导教师：周虹
实验时间：2014/11/20
实验报告提交时间：2014/11/20
教务处制
一．实验目的
1、掌握设计三维图形绘制程序的主要过程。
2、学会设置多个视区（并设计边框）
3、掌握模型变换的基本方法，熟悉变换次序对结果的不同影响，能正确使用各
个函数进行视点设置、投影变换、视区变换。
二．实验步骤
1、启动Microsoft visual studio 2005 并新建工程<实验三_control_2012150285>
2、新建<实验三_三维图形设计_20121502585.cpp>文件并把磁盘中对应的cpp 文件复制到该文件中，初次编译运行得到原始文件。
3、把显示窗口名称改成“三维图形绘制”
4、建立整体视图，画上纵向边框、横向边框和四周边框（四周边框是后来加上的）。
5、用glutSolidTorus函数插入实心圆环，经测试可以设置内半径为1，外半径为1.65，分割数及环线数均为50。
6、用glutWireCone绘制线型圆锥，设置底面半径、高、绕z轴分割数目、沿z轴数目分别为0.5,3,50,50
7、修改透视视区中旋转函数参数，X轴绕Y轴旋转-15°.
8、改变Angle的值为-25°
9、改变左上视区eye的位置为（0，-5,3），从另一个角度看两个实体
三．实验结果
本次实验中，通过对三维图形的绘制，完成了对用函数绘制三维图形、建立不同视区、绘制视区边框、在不同的视点显示实体、旋转实体等任务。
另外学习了平行投影和透视投影两种对投影方式的使用技巧。
四．实验心得
通过这次实验，我比较深入地理解了三维图形的绘制过程，包括用函数生成不同的实体，对实体平行投影、透视投影的处理，旋转实体，建立不同视区等操作。
通过不断用数据测试，发现：
①平行投影中，视点与实体的距离不影响看到得物体的大小（不过有可能看到的物体
不全面，例如把视点设置在物体内部）。
②透视投影中，物体的大小受到视点与实体的距离影响。
③同样的两个变换以不同的次序给出时可能有不一样的结果。
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。