基于C++OpenGL实现的小桌子图形绘制
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实验目的和要求
在OpenGL编程基础上,通过实现实验内容,掌握OpenGL的矩阵使用,并验证课程中矩阵变换的内容。
实验内容和原理
使用Visual Studio C++编译已有项目工程,并修改代码生成以下图形(参考示例答案):
其中最左边的桌子循环上移(即匀速上移到一定位置后回到原点继续匀速上移),中间的桌子不断旋转,最右边的桌子循环缩小(即不断缩小到一定大小后回归原来大小继续缩小)。
桌子的模型尺寸如下:
主要仪器设备
Visual Studio C++
Ex2 工程
操作方法和实验步骤
绘制桌子
桌子是一个组合几何体,我们从绘制一个六面体开始。比如画一个桌子腿。
首先考虑到后续要组合多个图形并且要做矩阵变换,用glPushMatrix和glPopMatrix函数,对栈顶矩阵进行处理。对于矩阵的操作都是对于矩阵栈的栈顶来操作的。当前矩阵即为矩阵栈的栈顶元素,而对当前矩阵进行平移、旋转等的变换操作也同样是对栈顶矩阵的修改。所以我们在变换之前调用glPushMatrix()的话,就会把当前状态压入第二层,不过此时栈顶的矩阵也与第二层的相同。当经过一系列的变换后,栈顶矩阵被修改,此时调用glPopMatrix()时,栈顶矩阵被弹出,且又会恢复为原来的状态。
glScalef函数对于所要绘制图形的尺寸缩放做了说明,glutSolidCube函数可以画出一个实心的正方体,在前面缩放函数的限制下就会变成相应比例的直六面体。经过实际的观察,我认为边长为0.25比较符合视觉效果。
最后是组合的画出来一个桌子。
矩阵变换
关于几何变换部分的代码写在redraw函数中。首先把多边形显示模式的注释去掉,变成线框显示形式。平移与旋转的部分已经写好,将绘制部分换成前面写好的画桌子函数就可以了。
在写缩放部分之前先将缩放比例系数fScale定义为全局变量,初始化为1.0f(原始大小)。
下面完善变换函数:
对称地在右边画一个桌子,然后根据比例进行缩放,每次缩放比例减小0.0005,当缩放比例小于0.1的时候,恢复为原大小,循环进行。同时在这一步,把每次变化的系数都变小了,这样整个变化的过程更加明显,速度也会变慢,看起来没那么难受了。
实验数据记录和处理
(略)
实验结果与分析
实心效果:
线框效果:
讨论、心得
1.关于线框效果
源文件中给出的方法是glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
也可以在绘制的时候直接使用glutWireCube函数来画线框立方体。效果一样。
2.reshape函数中的一些重点函数的学习和了解
glViewport(GLint x,GLint y,GLsizei width,GLsizei height):x,y 以像素为单位,指定了视口的左下角位置。width,height 表示这个视口矩形的宽度和高度,根据窗口的实时变化重绘窗口。
glMatrixMode(GLenum mode):用于指定用哪个矩阵作为当前矩阵,mode用于指定哪一种矩阵栈是其后矩阵操作的目标。mode可取:GL_MODELVIEW: 把其后的矩阵操作施加于造型视图矩阵栈;GL_PROJECTION: 把其后的矩阵操作施加于投影矩阵栈。;GL_TEXTURE: 把其后的矩阵操作施加于纹理矩阵栈。
glLoadIdentity(void):恢复初始坐标系。
gluPerspective(GLdouble fovy,GLdouble aspect,GLdouble zNear,GLdouble zFar):fovy:视角的大小,如果设置为0,什么也看不到,如果为180,则为广角视野;aspect:实际窗口的纵横比;zNear:近处裁面;zFar:远处裁面。整体呈现一种透视效果。
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