opengl立方体的简单三维交互式几何变换实验报告材料+代码

立方体的简单三维交互式几何变换

这个学期对opengl的学习，使我对计算机图形学的一些算法过程有了更多的了解。因为对三维图形的显示比较感兴趣，就做了立方体的简单三维交互式几何变换。

功能：键盘的方向键实现立方体的上下左右平移；A键，S键分别实现向前，向后旋转；J键，K键分别实现放大，缩小；C键退出。

程序模块：

1.该模块为绘制一个立方体。

void DrawBox()

{

glBegin(GL_QUADS);

//前面

glColor3f(1,0,0);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下

glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的右下

glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上 glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上 // 后面

glColor3f(0,1,0);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的右下

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上

glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的左下

// 顶面

glColor3f(0,0,1);

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的左上glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上// 底面

glColor3f(1,1,0);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的右下// 右面

glColor3f(0,1,1);

glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的右下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下// 左面

glColor3f(1,0,1);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的右下

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的左上

glEnd();

}

2．该模块设置屏幕颜色和深度缓存，设置立方体的平移，缩放，旋转变换。

void display()

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清空颜色和深度缓存

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

//gluLookAt(2.0, 2.0, 2.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

glTranslatef(0.0f+tx,0.0f+ty,-4.0f);//平移变换

glScalef(1+sf,1+sf,1+sf); //缩放变换

glRotatef(ratX, 1.0f, 0.0f, 0.0f);//绕X轴的旋转变换

glRotatef(ratY, 0.0f, 1.0f, 0.0f);//绕Y轴的旋转变换

glRotatef(ratZ, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//绕Z轴的旋转变换

DrawBox();

glFlush();

glutSwapBuffers();

}

3.该模块为重绘回调函数，在窗口首次创建或用户改变窗口尺寸时被调用。

void reshape(int w, int h)

{

glViewport(0, 0, w, h);// 指定视口的位置和大小

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

//glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 3.1, 10.0);

//gluPerspective(45,1,0.1,10.0);

glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0, 2.0, 2.0, 10.0);

}

4.该模块为设置深度缓存和启动深度测试模式。

void init()

{

glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 1.0);

glEnable(GL_DEPTH_TEST); //启动深度测试模式

}

5.该模块为设置键盘的交互式操作。

void myKeyboard(unsigned char key, int x, int y)

{

if(key == 'a' || key == 'A')

ratX += 2;

ratY += 2;

ratZ += 2;

if(key == 's' || key == 'S')

ratX -= 2;

ratY -= 2;

ratZ -= 2;

if(key == 'j' || key == 'J')

sf+=0.1;

if(key == 'k' || key == 'K')

sf-=0.1;

if(key == 'c' || key == 'C')

exit(0);

glutPostRedisplay(); //重新调用绘制函数

}

6.该模块为设置键盘方向键的交互式操作。void myspecialKeyboard(int key,int x,int y){ if(key == GLUT_KEY_UP )

ty+=0.1;

if(key == GLUT_KEY_DOWN)

ty-=0.1;

if(key ==GLUT_KEY_LEFT)

tx-=0.1;

if(key==GLUT_KEY_RIGHT)

tx+=0.1;

glutPostRedisplay();

}

7.主函数模块，实现设置显示模式（窗口大小,位置）,调用函数操作。int main(int argc, char** argv)

{

glutInit(&argc,argv); // 初始GLUT.

glutInitDisplayMode (GLUT_DEPTH |GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB); //设定显示模式

glutInitWindowSize(400,400); // 设定窗口大小

glutInitWindowPosition(50,100); // 设定窗口位置

glutCreateWindow("立方体的简单三维交互式几何变换"); // 用前面指定参数创建

glutReshapeFunc(reshape); //指定重绘回调函数

glutDisplayFunc(display); // 进行一些初始化工作

glutKeyboardFunc( myKeyboard); //指定键盘回调函数

glutSpecialFunc(myspecialKeyboard); //指定键盘回调函数

init();

glutMainLoop();// 进入无穷循环，等待事件处理}

功能截图:

立方体的平移：

上平移

下平移：

左平移：

右平移：

放大：

旋转：

#include

#include

#include

float ratX = 60;

float ratY = 60;

float ratZ = 60;

float tx=0;

float ty=0;

float sf=0;

void DrawBox()

{

glBegin(GL_QUADS);

//前面

glColor3f(1,0,0);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下

glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的右下

glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上// 后面

glColor3f(0,1,0);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的右下

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的左下

// 顶面

glColor3f(0,0,1);

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的左上glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上// 底面

glColor3f(1,1,0);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的右下// 右面

glColor3f(0,1,1);

glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的右下glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的右上glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的左下// 左面

glColor3f(1,0,1);

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); // 四边形的左下

glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); // 四边形的右下

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); // 四边形的左上

glEnd();

}

void display()

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清空颜色和深度缓存

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

//gluLookAt(2.0, 2.0, 2.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

glTranslatef(0.0f+tx,0.0f+ty,-4.0f);//平移变换

glScalef(1+sf,1+sf,1+sf); //缩放变换

glRotatef(ratX, 1.0f, 0.0f, 0.0f);//绕X轴的旋转变换

glRotatef(ratY, 0.0f, 1.0f, 0.0f);//绕Y轴的旋转变换

glRotatef(ratZ, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//绕Z轴的旋转变换

DrawBox();

glFlush();

glutSwapBuffers();

}

void reshape(int w, int h) //重绘回调函数，在窗口首次创建或用户改变窗口尺寸时被调用

{

glViewport(0, 0, w, h);// 指定视口的位置和大小

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

//glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 3.1, 10.0);

//gluPerspective(45,1,0.1,10.0);

glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0, 2.0, 2.0, 10.0);

}

void init()

{

glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 1.0);

glEnable(GL_DEPTH_TEST); //启动深度测试模式

}

void myKeyboard(unsigned char key, int x, int y) {

if(key == 'a' || key == 'A')

ratX += 2;

ratY += 2;

ratZ += 2;

if(key == 's' || key == 'S')

ratX -= 2;

ratY -= 2;

ratZ -= 2;

if(key == 'j' || key == 'J')

sf+=0.1;

if(key == 'k' || key == 'K')

sf-=0.1;

if(key == 'c' || key == 'C')

exit(0);

glutPostRedisplay(); //重新调用绘制函数

}

void myspecialKeyboard(int key,int x,int y){

if(key == GLUT_KEY_UP )

ty+=0.1;

if(key == GLUT_KEY_DOWN)

ty-=0.1;

if(key ==GLUT_KEY_LEFT)

tx-=0.1;

if(key==GLUT_KEY_RIGHT)

tx+=0.1;

glutPostRedisplay();

}

int main(int argc, char** argv)

{

glutInit(&argc,argv); // 初始GLUT.

glutInitDisplayMode (GLUT_DEPTH |GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB); //设定显示模式

glutInitWindowSize(400,400); // 设定窗口大小

glutInitWindowPosition(50,100); // 设定窗口位置

glutCreateWindow("立方体的简单三维交互式几何变换"); // 用前面指定参数创建

glutReshapeFunc(reshape); //指定重绘回调函数

glutDisplayFunc(display); // 进行一些初始化工作

glutKeyboardFunc( myKeyboard); //指定键盘回调函数

glutSpecialFunc(myspecialKeyboard); //指定键盘回调函数init();

glutMainLoop();// 进入无穷循环，等待事件处理

}