谷萌计算机图形学实验

实验报告题目：计算机图形学院（系）：信息与控制工程学院专业班级：计算机1202姓名：谷萌学号：120620218指导教师：周方晓2015年12月12日实验一熟悉Windows图形开发环境一、实验目的1.熟悉VisualC++6.0的开发环境；2.掌握Windows图形输出的方法；3.理解设备环境、画笔、画刷的概念，掌握常用的绘制函数。二、实验原理原理：使用VisualC++在Windows下进行图形程序设计三、实验内容内容:编写程序，要求如下：1.定义一支红色画笔，绘制一个正方形；2.用不同颜色的线条连接互不相临的两个顶点；3.用不同颜色的画刷填充用上述方法所形成的图形的每一个区域。四、实验步骤使用VisualC++在Windows下进行图形程序设计的基本步骤是：（1）在绘制之前，创建绘图工具并设置相关的颜色、线型、线宽等属性；（2）调用相关的绘图函数选择绘图工具并进行绘图；（3）在绘制之后，恢复原有的绘图工具。五、实验环境已安装visualC++6.0的WindowsXP计算机一台，u盘六、实验结果及分析运行结果如图所示分析：代码调试完毕，编译运行，按预期结果输出。七、实验小结对我来说这次实验既是一次挑战也是一次全新的学习机会。当然这也是我第一次编写Windows图形程序，所以在编写过程中发现了许多问题，比如说vc++6.0软件存在问题，导致程序总是出现一些莫名其妙的错误，像无法打开工程，自动关闭等等。后来，经过询问老师和上网查询，才发现是软件和我的系统有兼容性问题，与一些软件也存在冲突。后来在网上的建议，我换成Windowsxp的虚拟机中运行，此问题得到了解决。除此之外，程序编写时将工程类型创建错了，导致无法连接成功。后来经过上网搜索相关内容解决了此问题。然后在调用一些画图的函数时对函数体了解不多，导致函数调用出错。实验二创建VC6.0下OpenGL绘图程序的基本框架一、实验目的1.了解使用VC6.0下OpenGL绘图程序的基本框架2.掌握理解简单的OpenGL程序结构；3.掌握OpenGL提供的基本图形函数，尤其是生成点、线、面的函数。二、实验环境安装有VisualC++6.0的windowXp计算机一台，u盘。三、实验原理内容步骤新建工程，在工程—设置—链接—L对象库模版中添加OPENGL库，即opengl32.libglu32.libglaux.lib如图所示：在VisualC++中，修改视图类成员函数代码实现OpenGL绘图的过程如下：①在(文件名.view)视图类中改造PreCreateWindow函数：将窗口的客户区设置为OpenGL能够支持的风格。具体添加代码如下：cs.style|=WS_CLIPCHILDREN|WS_CLIPSIBLINGS;②在工具栏的视图——类向导中添加并改造OnCreate函数：定义像素存储格式，并创建一个OpenGL操作所必须的绘图上下文RC(RenderingContext)。使用一个PIXELFORMATDESCRIPTOR结构来指定像素格式，使用wglCreateContext()函数创建绘图上下文RC。添加头文件：#includeGL\glu.h#includeGL\gl.h#includeGL\glaux.hOnCreate函数中具体添加代码如下：//首先定义像素存储格式PIXELFORMATDESCRIPTORpfd={sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),//pfd的大小1,//结构的版本号PFD_DRAW_TO_WINDOW|//支持windowPFD_SUPPORT_OPENGL|//支持OpenGLPFD_DOUBLEBUFFER,//双缓存PFD_TYPE_RGBA,//RGBA颜色模式24,//24位颜色深度缓存0,0,0,0,0,0,//colorbitsignored0,//noalphabuffer0,//shiftbitignored0,//不使用累积缓存0,0,0,0,//accumbitsignored32,//32位z缓冲0,//不使用模板缓存0,//noauxiliarybufferPFD_MAIN_PLANE,//选择主层面0,//保留0,0,0//layermasksignored};CClientDCdc(this);intpixelFormat=ChoosePixelFormat(dc.m_hDC,&pfd);BOOLsuccess=SetPixelFormat(dc.m_hDC,pixelFormat,&pfd);//创建绘图上下文RCHGLRCm_hRC=wglCreateContext(dc.m_hDC);③在工具栏的视图——类向导中添加并改造OnSize函数：当视图尺寸变化是，应及时将新的客户区尺寸通知OpenGL，方能够正确在窗口客户区域显示二维场景，通过命令glViewport完成这项工作：glViewport(0,0,cx,cy);具体添加代码如下：if(cy0&&cx0){glViewport(0,0,cx,cy);////视口设置成应用程序的视图的大小glMatrixMode(GL_PROJECTION);//投影矩阵模式glLoadIdentity();////if...else...语句是平行投影的实现方式////参数：左、右、下、上、近、远if(cx=cy)/////原先是3.0左，右，下，上，近，远glOrtho(-4.0,4.0,-4.0*(GLfloat)cx/(GLfloat)cy,4.0*(GLfloat)cx/(GLfloat)cy,-10.0,10.0);elseglOrtho(-4.0,4.0,-4.0*(GLfloat)cy/(GLfloat)cx,4.0*(GLfloat)cy/(GLfloat)cx,-10.0,10.0);//elseglFrustum(-2.0,2.0,-2.0*cy/double(cx),2.0*cy/double(cx),2.0,6.0);/*可以乘一个自定义的投影矩阵实现投影：doubleProjectMatrix[4][4];....计算投影矩阵ProjectMatrixglMultMatrixd(&ProjectMatrix[0][0]);*/}glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//以下是模型变换矩阵模式glTranslatef(0.0,0.0,-4.0);//拉开视点和物体glRotated(20,0.5,1.0,0.5);④在工具栏的视图——类向导中添加并改造OnEraseBkgnd函数：重载视图类的OnEraseBkgnd成员，使之返回TRUE值可以阻止Windows重画窗口背景，因为OpenGL自己会设置窗口背景，这样可以防止窗口频繁刷新(如移动窗口)时产生的闪烁现象。⑤在工具栏的视图——类向导中添加并改造OnDestroy函数：在OnDestroy成员中需要释放OnCreate成员中RC所占用的资源，命令wglDeleteContext可以完成这个工作，但在释放RC之前，还需要使用命令wglMakeCurrent()断开RC与设备描述表DC的连接。具体代码如下：wglMakeCurrent(NULL,NULL);wglDeleteContext(m_hRC);添加成员变量：⑥改造OnDraw：根据当前的视点、视距、观看方向等参数，设置合适的OpenGL视景体属性，使用户能够看到预期的场景外观。添加的代码如下：wglMakeCurrent(pDC-m_hDC,m_hRC);DrawScene();//用户自定义函数，用来编写OpenGL绘制语句的wglMakeCurrent(pDC-m_hDC,NULL);添加成员函数：在DrawScene()函数中编写具体的绘图程序。首先需要设置视点、视距和观看方向等场景参数，然后绘制图元。四、实验结果编译并运行该程序1.该程序的作用是在一个黑色的窗口中央画一个矩形、三角形和三个点。图2-1是示范程序的结果，添加代码，在原有结果基础上添加三条直线组成新的三角形（如图2-2所示），将增加的代码写在实验报告纸上。2.使用VisualStudioC++编译已有项目工程，并编写代码生成以下图形，如图2-3所示。3.在此基础上，修改各顶点颜色，使得每个顶点颜色不一样，多边形内部颜色渐变，如图2-4所示（该程序需使用双缓存区）。3、在此基础上，修改各顶点颜色，使得每个顶点颜色不一样，多边形内部颜色渐变，如图2-4所示（该程序需使用双缓存区）。五、实验小结通过本次实验，使我对VC6.0下OpenGL绘图程序的基本框架有了许多的理解，同时也掌握了一些简单的OpenGL程序结构，对OpenGL提供的基本图形函数，有了许多了解，其中尤其是生成点、线、面的函数的使用，有了非常多的理解。实验三用OpenGL绘制基本图元（直线、多边形等）一、实验目的1.学会使用OpenGL绘制基本图元；2.利用OpenGL实现实线，虚线，点划线的绘制，及kock曲线。二、实验原理该实验是基于实验二基础上，步骤省略。添加成员函数intDrawGLScene(GLvoid)：实验代码如下：intDrawGLScene(GLvoid)//Here'sWhereWeDoAllTheDrawing{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//ClearScreenAndDepthBufferglLoadIdentity();//ResetTheCurrentModelviewMatrix//DrawlineglBegin(GL_LINES);glColor3f(1.0,0.0,0.0);//设置颜色为红色glVertex2f(0,0);glVertex2f(1,1);glColor3f(0.0,1.0,0.0);//设置颜色为绿色glVertex2f(0.2,0);glVertex2f(1.2,1);glEnd();glTranslatef(-1.5f,0.0f,-6.0f);//MoveLeft1.5UnitsAndIntoTheScreen6.0////DrawingTrianglesglBegin(GL_TRIANGLES);//DrawingUsingTrianglesglVertex3f(0.0f,1.0f,0.0f);//TopglVertex3f(-1.0f,-1.0f,0.0f);//BottomLeftglVertex3f(1.0f,-1.0f,0.0f);//BottomRightglEnd();//FinishedDrawingTheTriangleglTranslatef(3.0f,0.0f,0.0f);//MoveRight3Units////DrawQuadglBegin(GL_QUADS);//DrawAQuadglVertex3f(-1.0f,1.0f,0.0f);//TopLeftglVertex3f(1.0f,1.0f,0.0f);//TopRightglVertex3f(1.0f,-1.0f,0.0f);//BottomRightglVertex3f(-1.0f,-1.0f,0.0f);//BottomLeftglEnd();//DoneDrawingTheQuadreturnTRUE;//KeepGoing}三、实验内容1.用OpenGL程序绘制实现，虚线和点划线2.用OpenGL程序，分别以直线和正三角形为初始生成员，实现迭代次数在6次以内的kock曲线，要求用键盘交互控制迭代次数。四、实验环境安装有VisualC++6.0的windowXp计算机一台，u盘五、实验步骤1）相关算法及原理描述①直线的绘制在OpenGL中绘制直线通过指定直线段的端点来实现，用glVertex函数指定直线段端点的坐标位置，用glBegin/glEnd函数对包含一系列的点坐标，并利用符号常量解释这些点构成直线的方式。②虚线