实验一OpenGL图形编程入门

一、实验目的
1.了解和掌握OpenGL的安装。
2.掌握一个简单的基于OpenGL的C++程序结构。
3.掌握Win32程序框架。
4.掌握OpenGL中若干基本图形的绘制。
二、实验环境
硬件要求：
PC,主流配置，最好为独立显卡，显存512MB以上。
软件环境：
操作系统：Windows 7/Windows 8O
语言开发工具：Microsoft Visual Studio 2010,Visual C++o
程序框架：
Win32应用程序。
本书其他实验的实验环境与此相同，以后不再赘述。
三、实验要求与内容
要求：将所有实验步骤生成的效果截图拷贝到实验报告文档里备查，并附上相应的代码。 Word文档命名方式为“学号姓名-实验序号-实验名称”。后面的实验与此要求一致。
内容：
1.准备好OpenGL库文件。
•Glut32.dll 路径为 %system root%\ SysWOW64o
•Glut32.1ib 路径为 PATH\libo
•Glut.h 路径为 PATH\Includeo
•system root 为 Windows 7 或 Windows 8 安装路径。
•PATH 为 Visual Studio 2010 的安装路径。
2.建立•一个工程文件，并运行样本程序my firstjprogram.cpp,观看结果。
1 ）启动Microsoft Visual Studio 2010,在菜单栏中单击“文件”—“新建” 一 “项目”，如实验图1-1所示。
2）在“新建项目”对话框中选择Visual C++的Win32项目，然后输入项目名称（例如 lab 1-basis）,选择项目的保存位置（或者使用默认保存路径），如实验图1-2所示，单击“确定”按钮。
3）将工程文件的“源文件”中的C++源文件（labl-basis.cpp）替换成以下样本程序:

以上样本程序的运行结果是创建一个名为“hello”的窗口。

3.认真阅读以上样本程序，理解每个函数的作用，并修改窗口标题，让其显示为“我的第一个0penGL程序”。

4.窗口的设置。
在默认情况下，窗口的位置出现在屏幕的左上角，大小为300 x 300o

要求：
1 )修改窗口位置，使之处于屏幕正中央。
2)将窗口大小改为整个屏幕大小。
3)修改窗口大小为其他尺寸。
参考函数：

glutlnitWindowPosition(int x, int y);
//为窗口指定初始位置，窗口左上角在屏幕的位置为(x,y)
//如果不写该函数，或者写成"'glutlnitWindowPosition (0,0);"均表示窗口的位置出现在屏幕的左上角 glutlnitWindowSize (int width, int height); 〃设置窗口 大小
//如果不写该函数，表示窗口的大小为默认的300X300int sheight = glutGet(GLUT_SCREEN_WIDTH);int swidth = glutGet(GLUT_SCREEN_HEIGHT);
获取屏幕的长度与宽度

5.背景色的设置。
在默认情况下，背景色是黑色。
要求：
1 )将窗口背景设置为白色。

2)将窗口背景设置为其他颜色。

参考函数：

glClearColor(r,g,b,alpha) ;//设置背景色，此函数放在 display()中，并且放在“glClear(GL_ //COLOR BUFFER BIT) ; M 语句的前面

其中r、g、b取值范围是[0,1],可以是浮点数；alpha取值范围为0〜1,在这里其值不起作用，以后再讨论该参数。
例如glClearColor(0,0,0,0)为黑色背景，glClearColor3f(l,l,l,0)为白色背景，其他颜色应该如何设置请读者思考。
6.基本图形绘制。
绘制函数一般放置在清屏语句

glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT) ;  // 刷新颜色缓存区
和刷新语句
glFlush（） ;   //用于刷新命令队列和缓冲区，使所有尚未被执行的OpenGL命令得到执行
之间。

矩形绘制：
1 )在 display 绘图函数的 “glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);” 语句后面増加 glRecf(0,0,1,1);”，运行程序查看效果。

3)修改矩形的对角坐标，看看有什么变化和问题。
*

glRec(0,0,1,1)参数分别是x1,y1,x2,y2表示矩形中左下角和右上角的坐标。坐标用的是相对窗口位置的坐标，且窗口的中心是坐标系原点，水平向右为X轴正向，竖直向上为Y轴正向。

3)根据给出的函数，试画出直线和三角形等基本图形。

//绘制直线
glBegin(GL_LINES);
glVertex2f(0,0);
glVertex2f(0.8,0.8);
glEnd();

//画三角形，xl、yl、x2、y2, x3、y3为三角形顶点坐标 glBegin(GL_TRIANGLES);
glVertex2f(0,0);
glVertex2f(0.5,0.5);

7.绘图色的设置。
1)将绘制的图形修改成红色。
2)将绘制的不同基本图元设为不同的颜色。

参考函数：

glColor3f (r,g,b) ; //设置绘图色r、g、b取值范围为[0,1],可以为浮点数
例如：
glColor3f (1,0,0); 〃设置为红色
glColor3f (0, 1,0) ; // 设置为绿色
glColor3f (0,0,1) ; // 设置为蓝色

其他绘图颜色应如何设置请读者思考。
8.绘制几何图形。
1 )更改标题栏，加上学号、姓名。
2)绘制两个以上基本几何形状。
3 )设置三种颜色。

代码：

void display(void) {glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);    //设置清屏颜色 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);           //刷新颜色缓存区glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);                 //设置为红色glRectf(-0.1f, -0.1f, -0.2f, -0.2f);        //矩形//绘制直线glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);                 //设置为绿色glBegin(GL_LINES);glVertex2f(0.0f,0.0f);glVertex2f(0.3f, -0.2f);glEnd();//画三角形，x1、y1、x2、y2、x3、y3为三角形顶点坐标glColor3f(0.5f, 0.6f, 0.2f);                 //设置为草绿色glBegin(GL_TRIANGLES);glVertex2f(0.0f,0.0f);glVertex2f(0.2f, 0.2f);glVertex2f(0.0f, 0.2f);glEnd();glFlush();                              //用于刷新命令队列和缓存区，使所有尚未被执行的OpenGL命令得到执行
}

四、思考题
1.默认窗口位置在屏幕的什么位置？如果要改变窗口在屏幕的位置应该如何处理？如何改变窗口的大小？
2.本实验中默认的绘图坐标原点在窗口中的什么位置？
3.如何修改背景颜色和绘图颜色？绘图颜色的顺序与位置有什么要求？
4.对于“#include<glut.h>”,头文件glut.h放在哪个文件夹下？
5.图形函数的顺序与位置有什么要求？试改变程序中一些图形函数的顺序，看运行结果是否有变化。
答：

1.
（1）默认窗口位置在屏幕的左上角，函数glutlnitWindowPosition(int x, int y)规定窗口初始位置，窗口左上角在屏幕的位置为(x,y)。
（2）如果不写该函数，或者写成"'glutlnitWindowPosition (0,0);"均表示窗口的位置出现在屏幕的左上角。如果要改变窗口在屏幕的位置应该更改x和y的值。
（3）“glutlnitWindowSize(int width,int height）;”用来设置窗口大小。2.坐标用的是相对窗口位置的坐标，且窗口的中心是坐标系原点，水平向右为X轴正向，竖直向上为Y轴正向，即默认的绘图坐标原点在窗口中的中心位置。3.
（1）“glClearColor(r,gz bz alpha);”用来设置清屏颜色，即用来修改背景颜色，“glColor3f(r,g,b);”用来修改绘图颜色。
（2）绘图颜色的应在清屏色之后，画图之前，而且必须放在display（）中。4.“#include<glut.h>”,头文件glut.h放在“~:\VS2019\VC\Tools\MSVC\14.29.30133\include\GL”中。5.图形函数应在清屏颜色之后，否则无法显示，而且须放在display（）中。

五、体会
OpenGL库文件在VS2019的安装位置有所改变，同时程序的框架也有所改变，代码需要进行一定的改动才能成功运行，过程有点曲折，在不断的试错中，最终完成实验。但函数的总体功能没有发生较大的改变，在实验中体会很多也收获很多，对于OpenGL编程有了初步的认识，对于之后的学习有了很好地基础。

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