计算机图形学实验指导

实验课程任务与要求

目的与任务：

计算机图形学实验教学是为了将学生的计算机操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来，引导学生由浅入深地掌握计算机图形学理论与算法，掌握交互构图能力，具备工程应用的图形学基础。

实验基本要求：(以软件设计为主要表现形式)

(1)上机前应准备好实验的程序设计算法描述与关键分析内容。

(2)准备好程序测试数据和设备操作步骤，上机调试、运行。

(3)完成每个实验后进行数据与程序对比分析。

(4)写出实验报告（含实验题目，不同顺序或本次算法的比较与效果分析，给出

运行结果。若实验未能通过，给出原因与今后改进措施）。

实验报告式样：

《计算机图形学》实验报告

实验题目

一．设计目的及要求

二．理论基础

三．算法设计与分析

四．程序调试及运行结果的自我分析与自我评价

五．设计心得及建议

实验一 VC++6.0+OpenGL绘图环境及简单图形的输出

学时安排：（2学时）

要求：（1）掌握VC++6.0+OpenGL绘图环境的设置；

（2）利用OpenGL绘制简单图形并在设备上输出；

（3）用glut编C＋＋程程序的方法。

实验指导：

MFC编程

1．开发环境的配置

（1）将“glut32.dll”文件拷贝到操作系统对应的目录中。

（2）将“glut32.h”文件拷贝到VC++6.0的Include文件夹中。

（3）将“glut32.lib”文件拷贝到VC++6.0的lib文件夹中。

2．启动VC6.0，新建一个单文档应用程序，如名称MySDOpenGL。

3．利用MFC ClassWizard为CMySDOpenGLView类添加消息WM_CREATE ，WM_DESTROY ，WM_SIZE，WM_TIMER的响应函数。

4．如下所示在MySDOpenGLView.h中加入源代码。

public: //添加成员函数与成员变量

BOOL RenderScene();

BOOL SetupPixelFormat(void);

void SetLogicalPalette(void);

BOOL InitializeOpenGL(CDC* pDC);

HGLRC m_hRC; //OpenGL绘制描述表

HPALETTE m_hPalette; //OpenGL调色板

CDC* m_pDC; //OpenGL设备描述表

5．如下所示在MySDOpenGLView.cpp中加入源代码。

BOOL CMySDOpenGLView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs)

{ 。。。。。。

cs.style |=WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS; //设置窗口类型

。。。。。。

}

void CMySDOpenGLView::OnDraw(CDC* pDC)

{

。。。。。。

RenderScene(); //渲染场景

。。。。。。

}

int CMySDOpenGLView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct) {

if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1) return -1;

//初始化OpenGL和设置定时器

m_pDC = new CClientDC(this);

SetTimer(1, 20, NULL);

InitializeOpenGL(m_pDC);

return 0;

}

void CMySDOpenGLView::OnDestroy()

{

CView::OnDestroy();

//删除调色板和渲染上下文、定时器

::wglMakeCurrent(0,0);

::wglDeleteContext( m_hRC);

if (m_hPalette)

DeleteObject(m_hPalette);

if ( m_pDC ) { delete m_pDC; }

KillTimer(1);

}

void CMySDOpenGLView::OnSize(UINT nType, int cx, int cy) {

CView::OnSize(nType, cx, cy);

//添加窗口缩放时的图形变换函数

glViewport(0,0,cx,cy);

glMatrixMode (GL_PROJECTION);

glLoadIdentity ();

gluPerspective(60.0, (GLfloat) cx/(GLfloat) cy, 1.0, 20.0);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

}

void CMySDOpenGLView::OnTimer(UINT nIDEvent)

{//添加定时器响应函数和场景更新函数

Invalidate(FALSE);

//year = (year + 5) % 360;day = (day + 10) % 360;

CView::OnTimer(nIDEvent);

}

void CMySDOpenGLView::SetLogicalPalette(void) //设置逻辑调色板

{

struct{

WORD Version;

WORD NumberOfEntries;

PALETTEENTRY aEntries[256];

} logicalPalette = { 0x300, 256 };

BYTE reds[] = {0, 36, 72, 109, 145, 182, 218, 255};

BYTE greens[] = {0, 36, 72, 109, 145, 182, 218, 255};

BYTE blues[] = {0, 85, 170, 255};

for (int colorNum=0; colorNum<256; ++colorNum)

{

logicalPalette.aEntries[colorNum].peRed =

reds[colorNum & 0x07];

logicalPalette.aEntries[colorNum].peGreen =

greens[(colorNum >> 0x03) & 0x07];

logicalPalette.aEntries[colorNum].peBlue =

blues[(colorNum >> 0x06) & 0x03];

logicalPalette.aEntries[colorNum].peFlags = 0;

}

m_hPalette = CreatePalette ((LOGPALETTE*)&logicalPalette);

}

BOOL CMySDOpenGLView::InitializeOpenGL(CDC* pDC) //初始化openGL场景{

m_pDC = pDC;

SetupPixelFormat();

m_hRC = ::wglCreateContext(m_pDC->GetSafeHdc());//生成绘制描述表

::wglMakeCurrent(m_pDC->GetSafeHdc(), m_hRC); //置当前绘制描述表

return TRUE;

}

BOOL CMySDOpenGLView::SetupPixelFormat()//设置像素格式

{

PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd = {

sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR), // pfd结构的大小

1, // 版本号

PFD_DRAW_TO_WINDOW | // 支持在窗口中绘图

PFD_SUPPORT_OPENGL | // 支持OpenGL

PFD_DOUBLEBUFFER, // 双缓存模式

PFD_TYPE_RGBA, // RGBA 颜色模式

24, // 24 位颜色深度

0, 0, 0, 0, 0, 0, // 忽略颜色位

0, // 没有非透明度缓存

0, // 忽略移位位

0, // 无累加缓存

0, 0, 0, 0, // 忽略累加位

32, // 32 位深度缓存

0, // 无模板缓存

0, // 无辅助缓存

PFD_MAIN_PLANE, // 主层

0, // 保留

0, 0, 0 // 忽略层,可见性和损毁掩模};

int pixelformat;

pixelformat = ::ChoosePixelFormat(m_pDC->GetSafeHdc(), &pfd);//选择像素格式::SetPixelFormat(m_pDC->GetSafeHdc(), pixelformat, &pfd); //设置像素格式

if(pfd.dwFlags & PFD_NEED_PALETTE)

SetLogicalPalette(); //设置逻辑调色板

return TRUE;

}

BOOL CMySDOpenGLView::RenderScene()//场景绘制与渲染

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

/////////ADD Draw Code////////////////////////////////

//////////////////////////////////////////////////////

::SwapBuffers(m_pDC->GetSafeHdc()); //交互缓冲区

return TRUE;

}

至此，VC++6.0与OpenGL就关联在一起，进行绘制图形。

6. 下面利用OpenGL绘制简单图形

BOOL CMySDOpenGLView::RenderScene() //场景绘制与渲染

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

/////////ADD Draw Code////////////////////////////////

glBegin(GL_TRIANGLES);//绘制三角形

glColor3f (1.0, 0.0, 0.0);glVertex3f(0.0,1.0,0.0);

glColor3f (0.0, 1.0, 0.0);glVertex3f(-1.0,-1.0,0.0);

glColor3f (0.0, 0.0, 1.0);glVertex3f(1.0,-1.0,0.0);

glEnd();

//////////////////////////////////////////////////////

::SwapBuffers(m_pDC->GetSafeHdc()); //交互缓冲区

return TRUE;

}

用glut编C＋＋程程序的方法

新建一win32 console project，然后加入下面的tut1.cpp:

#include

void display()

{

}

int main(int argc, char** argv)

{

glutInit(&argc, argv);

glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA);

//设置显示模式：单缓冲区， RGBA颜色模式

glutInitWindowSize (200, 200);

//设置窗口宽度、高度

glutCreateWindow (argv[0]);

//弹出窗口

glutDisplayFunc (display);

//设置窗口刷新的回调函数

glutMainLoop();

//开始主循环

return 0;

}

display()是窗口刷新的回调函数。每当被遮住的窗口再次暴露出来时，系统就调用此函数刷新窗口(即在窗口里作图)。因为我们的display() 什么也不干，因此你看到窗口里是它后面的背景。

我们先画个正方形。别的不变，只需要改display()

void display()

{

glClearColor(1,1,1,1);

//设置刷新背景色

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

//刷新背景

glBegin(GL_LINE_LOOP);

glColor3f(1,0,0);

//设置当前颜色

glVertex3f(-0.9,-0.9,0);

glVertex3f(0.9,-0.9,0);

glVertex3f(0.9,0.9,0);

glVertex3f(-0.9,0.9,0);

glEnd();

glFlush();

//更新窗口

}

实验上述内容，写出实验报告。

实验二、基本图形学算法实验

学时安排：（2学时）

要求：

（1）分别用中点法、数值微分法、Bresenham法，绘制任意直线、圆，并比较各种算法的差别；

（2）种子填充算法、扫描填充算法进行区域填充与比较。

（3）改造圆的生成算法为填充算法将该实验加入到菜单中去。

实验指导：

1．直线的Bresenham算法实现

void BresenhamLine(int x1, int y1, int x2, int y2,int c)

{

int iTag=0;

int dx, dy, tx, ty, inc1, inc2, d, curx, cury;

set_pixel(x1,y1, c);

if(x1==x2 && y1==y2) return;

dx=abs(x2-x1); dy=abs(y2-y1);

if(dx

{

iTag=1; Swap(x1, y1); Swap(x2, y2); Swap(dx, dy);

}

tx=(x2-x1)>0?1:-1; ty=(y2-y1)>0?1:-1;

curx=x1; cury=y1; inc1=2*dy; inc2=2*(dy-dx); d=inc1-dx;

while(curx!=x2)

{

curx+=tx;

if(d<0) { d+=inc1; }

else {cury+=ty; d+=inc2; }

if(iTag)

set_pixel(cury, curx, c);

else

set_pixel(curx, cury, c);

}

}

void CMyDraw::Swap(int &a, int &b)

{

int temp;

temp=a; a=b; b=temp;

}

2．中点法绘圆算法实现

void MidCircle(int xc, int yc, int radious,int color)

{

int x,y;

float d;

x=0;

y=radious;

d=(float)1.25-(float)radious;

plot_circle_points(xc, yc, x, y, color);

while(x<=y)

{

if(d<0) d+=2*x+3;

else

{

d+=2*(x-y)+5; y--;

}

x++;

plot_circle_points(xc, yc, x, y, color);

}

}

void CMyDraw::plot_circle_points(int xc, int yc, int x, int y, int c)

{

set_pixel(xc+x, yc+y, c); set_pixel(xc-x, yc+y, c);

set_pixel(xc+x, yc-y, c); set_pixel(xc-x, yc-y, c);

set_pixel(xc+y, yc+x, c); set_pixel(xc-y, yc+x, c);

set_pixel(xc+y, yc-x, c); set_pixel(xc-y, yc-x, c);

}

3．扫描线填充算法实现

void SeedfloodScan_Fill(int x, int y, COLORREF oldColor, COLORREF newColor) {//填充区域

CRect rect;

m_pDC->GetWindow()->GetClientRect(&rect);

if(newColor==oldColor) return;

int px[1000],py[1000],xsave,xleft,xright,np=0;

px[np]=x; py[np]=y;

while(np>-1)

{

y=py[np];

x=xsave=px[np];

np--;

while(m_pDC->GetPixel(x, y)==oldColor && x

{

m_pDC->SetPixel( x, y, newColor);

x++;

}

xright=x; x=xsave-1;

while(m_pDC->GetPixel(x, y)==oldColor && x>=0)

{

m_pDC->SetPixel( x, y, newColor);

x--;

}

xleft=x; y++;

if(y

while(x

{

while(++xGetPixel(x, y)!=oldColor)

;

if(x==xright)

break;

while(++xGetPixel(x, y)==oldColor)

;

np++; px[np]=x; py[np]=y;

}

x=xleft; y-=2;

if(y>=0)

while(x

{

while(++xGetPixel(x, y)!=oldColor)

;

if(x==xright)

break;

while(++xGetPixel(x, y)==oldColor)

;

np++; px[np]=x; py[np]=y;

}

}

return;

}

4．较各算法，写出实验报告。

实验三、人机交互图形的操作实验

学时安排：（4学时）

要求：

（1）设计鼠标、对话框、菜单，实现人机交互方式控制图形简单操作。

（2）利用橡皮筋技术实现基本几何图形的绘制；

（3）将该实验加入到菜单中去；

实验指导：

1．利用鼠标绘图的实现

建立MFC的单文档应用程序Student，在CStudentView类种添加鼠标消息函数：void CStudentView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)

{

// TODO: Add your message handler code here and/or call default

CClientDC dc(this);

startPoint.x=point.x;startPoint.y=point.y;// startPoint为CStudentView成员变量

IsLButtonUp = false;

CView::OnLButtonDown(nFlags, point);

}

void CYybView::OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point)

{

// TODO: Add your message handler code here and/or call default

CClientDC dc(this);

CPen newpen(PS_SOLID,1,myColor);

CPen* oldPen=dc.SelectObject(&newpen);

endPoint.x = point.x ;

endPoint.y = point.y ;

if(!IsLButtonUp)

{

dc.MoveTo(startPoint);

dc.LineTo(endPoint.x,endPoint.y);

startPoint.x = endPoint.x ;

startPoint.y = endPoint.y ;

}

}

void CYybView::OnLButtonUp(UINT nFlags, CPoint point)

{

// TODO: Add your message handler code here and/or call default

IsLButtonUp = true;

}

2．橡皮筋技术绘制圆

void CStudentView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)

{

// TODO: Add your message handler code here and/or call default

CClientDC dc(this);

CPen newpen(PS_SOLID,1,myColor);//创建新的画笔

CPen* oldpen;SetCursor(m_csCross);

if(flag==0)//第一次按下鼠标

{

flag=1;

startPoint=endPoint=point;

}

else

{//第二次按下鼠标，将新画笔选进设备上下文中

oldpen=dc.SelectObject(&newpen);

dc.SetROP2(R2_XORPEN);//设置画线模式为异或

dc.MoveTo(startPoint);

dc.LineTo(endPoint);

BresenhamCircle(startPoint.x,startPoint.y,(int)sqrt((startPoint.x-endPoint.x)*(startPoint.x-endPoint.x)+ (startPoint.y-endPoint.y)*(startPoint.y-endPoint.y)),myColor);

}

endPoint=point;

dc.SetROP2(R2_COPYPEN);

BresenhamCircle(startPoint.x,startPoint.y,(int)sqrt((startPoint.x-endPoint.x)*(startPoint.x-endPoin t.x)+(startPoint.y-endPoint.y)*(startPoint.y-endPoint.y)),myColor);

dc.SelectObject(oldpen);

flag=0;

}

CView::OnLButtonDown(nFlags, point);

}

void CStudentView::OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point)

{

// TODO: Add your message handler code here and/or call default

CClientDC dc(this);

CPen newpen(PS_SOLID,1,myColor);

CPen* oldPen=dc.SelectObject(&newpen);

if(myelasticFlag)

{

dc.SetROP2(R2_XORPEN);SetCursor(m_csCross);

if(flag==1)//第二次按下鼠标

{

dc.MoveTo(startPoint);

dc.LineTo(endPoint);

BresenhamCircle(startPoint.x,startPoint.y,(int)sqrt((startPoint.x-endPoint.x)*(startPoint.x-endPoint.x)+ (startPoint.y-endPoint.y)*(startPoint.y-endPoint.y)),myColor);

}

endPoint=point;

dc.MoveTo(startPoint);

dc.LineTo(endPoint);

BresenhamCircle(startPoint.x,startPoint.y,(int)sqrt((startPoint.x-endPoint.x)*(startPoint.x-endPoint.x)+ (startPoint.y-endPoint.y)*(startPoint.y-endPoint.y)),myColor);

}

dc.SetROP2(R2_COPYPEN);

dc.SelectObject(oldPen);

CView::OnMouseMove(nFlags, point);

}

利用对话框可以实现参数的交互输入，如：直线的端点坐标通过对话框输入；

利用菜单控制鼠标绘图、橡皮筋绘圆等功能，是通过变量来控制的。

3．完成实验要求的各项内容，写出实验报告。

实验四、自由曲线、曲面的算法实验

学时安排：（2学时）

要求：（1）绘制三次Bezier 曲线、B 样条曲线和插值曲线，并掌握其应用；

（2） 绘制双三次Bezier 曲面、B 样条曲面；

（3） 利用追赶法反求B 样条曲线控制顶点的方法绘制三次B 样条曲线。 实验指导：

1．三次自由曲线的定义 a)三次Bezier 曲线

⎥⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢

⎢⎢

⎢⎣⎡----=32102

300010033036313

31)1()(P P P P t t t t P b) 三次B 样条曲线

(

)

⎥⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢

⎢⎢

⎢⎣⎡----=

32102

3

0141

03030363133116

1)(P P P P t t t t P c) 三次插值曲线

(

)

⎥

⎥

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢

⎢⎣⎡=32102

3

1000

0100001000011)(P P P P t t t t P

2．双三次Bezier 曲面、B 样条曲面的实现

双三次Bezier 曲面:

(

)

⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢

⎢⎣⎡----⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢

⎢⎢

⎢⎣⎡----=100010033036313

310001

0033036313311),(233332

31

30

232221201312111003020100

2

3

v v v P P P P P P P P P P P P P P P P u u u v u P 双三次B 样条曲面:

(

)

⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢

⎢⎣⎡----⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢

⎢⎢

⎢⎣⎡----=101410303036313

310141

0303036313311),(233332

31

30

232221201312111003020100

2

3

v v v P P P P P P P P P P P P P P P P u u

u

v u P

下面是绘制三次Bezier 曲线、B 样条曲线和插值曲线的C++程序源代码。

#include typedef enum {

BEZIER,

INTERPOLATED, BSPLINE } curveType;

void keyboard(unsigned char key, int x, int y); void computeMatrix(curveType type, float m[4][4]); void vmult(float m[4][4], float v[4][3], float r[4][3]); /* Colors to draw them in */

GLfloat colors[][3] ={{ 1.0, 0.0, 0.0 },{ 0.0, 1.0, 0.0 }, { 0.0, 0.0, 1.0 }};

#define MAX_CPTS 300 /* Fixed maximum number of control points */ GLfloat cpts[MAX_CPTS][3]; int ncpts = 0;

static int width = 500, height = 500; /* Window width and height */ /* Matrix stuff */

/* This routine multiplies two 4 x 4 matrices. */

/* This routine multiplies a 4 x 4 matrix with a vector of 4 points. */ void vmult(float m[4][4], float v[4][3], float r[4][3]) {

int i, j, k;

for (i = 0; i < 4; i++) for (j = 0; j < 3; j++)

for (k = 0, r[i][j] = 0.0; k < 4; k++) r[i][j] += m[i][k] * v[k][j]; }

/* Interpolating to Bezier matrix */ static float minterp[4][4] = {

{ 1.0, 0.0, 0.0, 0.0 },{ -5.0/6.0, 3.0, -3.0/2.0, 1.0/3.0 }, { 1.0/3.0, -3.0/2.0, 3.0, -5.0/6.0 },{ 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 }, };

/* B-spline to Bezier matrix */ static float mbspline[4][4] = {

{ 1.0/6.0, 4.0/6.0, 1.0/6.0, 0.0 },{ 0.0, 4.0/6.0, 2.0/6.0, 0.0 },

{ 0.0, 2.0/6.0, 4.0/6.0, 0.0 },{ 0.0, 1.0/6.0, 4.0/6.0, 1.0/6.0 },

};

static float midentity[4][4] =

{{ 1.0, 0.0, 0.0, 0.0},{ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0},{ 0.0, 0.0, 1.0, 0.0},{ 0.0, 0.0, 0.0, 1.0}}; /* Calculate the matrix used to transform the control points */

void computeMatrix(curveType type, float m[4][4])

{

int i, j;

switch (type)

{

case BEZIER:

/* Identity matrix */

for (i = 0; i < 4; i++)

for (j = 0; j < 4; j++)

m[i][j] = midentity[i][j];

break;

case INTERPOLATED:

for (i = 0; i < 4; i++)

for (j = 0; j < 4; j++)

m[i][j] = minterp[i][j];

break;

case BSPLINE:

for (i = 0; i < 4; i++)

for (j = 0; j < 4; j++)

m[i][j] = mbspline[i][j];

break;

}

}

/* Draw the indicated curves using the current control points. */

static void drawCurves(curveType type)

{

int i，step;

GLfloat newcpts[4][3];

float m[4][4];

/* Set the control point computation matrix and the step size. */

computeMatrix(type, m);

if(type == BSPLINE)

step = 1;

else

step = 3;

glColor3fv(colors[type]);

/* Draw the curves */

i = 0;

while (i + 3 < ncpts)

{

/* Calculate the appropriate control points */

vmult(m, &cpts[i], newcpts);

/* Draw the curve using OpenGL evaluators */

glMap1f(GL_MAP1_VERTEX_3, 0.0, 1.0, 3, 4, &newcpts[0][0]);

glMapGrid1f(30, 0.0, 1.0);

glEvalMesh1(GL_LINE, 0, 30);、

/* Advance to the next segment */

i += step;

}

glColor3f(1.0,0.0,0.0);

glLineWidth(2)；

glFlush();

}

/* This routine displays the control points */

static void display(void)

{

int i;

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glFlush();

}

static void mouse(int button, int state, int x, int y)

{

float wx, wy;

/* We are only interested in left clicks */

if (button != GLUT_LEFT_BUTTON || state != GLUT_DOWN) return;

/* Translate back to our coordinate system */

wx = (2.0 * x) / (float)(width - 1) - 1.0;

wy = (2.0 * (height - 1 - y)) / (float)(height - 1) - 1.0;

/* See if we have room for any more control points */

if (ncpts == MAX_CPTS) return;

/* Save the point */

cpts[ncpts][0] = wx; cpts[ncpts][1] = wy; cpts[ncpts][2] = 0.0;

ncpts++;

/* Draw the point */

glColor3f(0.0, 0.0, 0.0); glPointSize(5.0);

glBegin(GL_POINTS);

glVertex3f(wx, wy, 0.0);

glEnd();

glFlush();

}

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

{

static curveType lasttype = BEZIER;

switch (key)

{

case'q': case'Q':

exit(0); break;

case'c': case'C':

ncpts = 0; glutPostRedisplay(); break;

case'e': case'E':

glutPostRedisplay(); break;

case'b': case'B':

drawCurves(BEZIER); lasttype = BEZIER; break;

case'i': case'I':

drawCurves(INTERPOLATED); lasttype = INTERPOLATED; break;

case's': case'S':

drawCurves(BSPLINE); lasttype = BSPLINE; break;

}

}

void reshape(int w, int h)

{

width = w; height = h;

/* Set the transformations */

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glViewport(0, 0, w, h);

}

main(int argc, char **argv)

{

/* Intialize the program */

glutInit(&argc, argv);

glutInitDisplayMode(GLUT_RGB);

glutInitWindowSize(width, height);

glutCreateWindow("curves");

/* Register the callbacks */

glutDisplayFunc(display);

glutMouseFunc(mouse);

glutKeyboardFunc(keyboard);

glutReshapeFunc(reshape);

glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);

glEnable(GL_MAP1_VERTEX_3);

glutMainLoop();

}

完成实验要求的内容，写出实验报告。

实验五、三维观察及几何变换实验

学时安排：（2学时）

要求：（1）进行三维观察流程设计，理解透视变换、观察体与三维裁剪的实现；

（2）行比例、平移、旋转等几何变换设计；

（3）对变化参数进行交互设计。

实验指导：

a)透视投影变换与观察（相机）设置

b)正投影变换

glOrtho(Gldouble left,Gldouble right,Gldouble bottom,Gldouble top,Gldouble near,Gldouble far);

视图体是一个长方体。

c)比例变换

glScalef(float x,float y,float z);

d)平移变换

glTranslatef(float x,float y,float z);

e)旋转变换

glRotatef(float that,float x,float y,float z);that为旋转角，

以度为单位；旋转轴为从（0，0，0）到（x,y,z）的线。

下面是实现一个球围绕另一个球旋转的C/C++程序。

#include

#include

static int year = 0, day = 0;

void init(void)

{

glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

glShadeModel (GL_FLAT);

}

void display(void)

{

glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);

glPushMatrix();

glutWireSphere(1.0, 20, 16); /* draw sun */

glRotatef ((GLfloat) year, 0.0, 1.0, 0.0);

glTranslatef (2.0, 0.0, 0.0);

glRotatef ((GLfloat) day, 0.0, 1.0, 0.0);

glutWireSphere(0.2, 10, 8); /* draw smaller planet */

glPopMatrix();

glutSwapBuffers();

}

void reshape (int w, int h)

{

glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glMatrixMode (GL_PROJECTION);

glLoadIdentity ();

gluPerspective(60.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 20.0);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

}

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