1、目錄實驗一：OpenGL基礎知識1實驗二 OpenGL中的建模與變換2實驗三 OpenGL中的光照5實驗四 OpenGL中的拾取8實驗五 OpenGL中的紋理映射1127實驗一：OpenGL基礎知識 一、實驗目的 1、建立Windows系統下的OpenGL實驗框架。 2、學習理解OpenGL工作流程。二、實驗環境 硬件：每個學生需配備計算機一臺。 軟件：Visual C+； 三、實驗內容 1、建立非控制臺的Windows程序框架。 2、建立OpenGL框架。 3、建立OpenGL框架的類文件。 4、完善Windows框架。&

2、#160;5、理解程序間的相互關系。 四、實驗要求1、學習教材第2章的內容。2、理解教材中相關實例的代碼，按要求添加到適當的地方，調試并通過運行。3、運行結果應該與教材中的相關實例相符。4、編譯第2章的框架代碼，修改背景色、窗口標題。五、程序設計提示（略）六、報告要求1認真書寫實驗報告，字跡清晰，格式規范。報告中應寫清姓名、學號、實驗日期、實驗題目、實驗目的、實驗原理。2報告中應書寫主要源程序，且源程序中要有注釋。3報告中應包含運行結果及結果分析。如調試通過并得到預期的效果，請注明通過并粘貼運行效果圖；如未調試通過或結果不正確，試分析原因。4報告最后包含實驗總結和體會。實驗二 Ope

3、nGL中的建模與變換一、實驗目的1學習配置OpenGL環境。2掌握在OpenGL中指定幾何模型的方法。3. 掌握OpenGL中的透視投影和正投影的設置方法，學會診斷投影問題導致的顯示異常。二、實驗環境 硬件：每個學生需配備計算機一臺。 軟件：Visual C+； 三、實驗內容1建立OpenGL編程環境（注：Windows自帶gl和glu，還需要安裝glut庫文件。）(a)查看Windows自帶的OpenGL文件。在文件夾c:windowssystem32下查看是否存在文件opengl32.dll和glu32.dll；在Visual Studio的安裝目錄Vc7PlatformSDKInclud

4、egl下查看是否存在gl.h和glu.h；在Vc7PlatformSDKLib下是否存在opengl32.lib和glu32.lib。(b)安裝glut庫。將文件glut.h復制到Visual Studio的安裝目錄 Vc7PlatformSDKIncludegl下；將文件glut32.lib復制到Vc7PlatformSDKLib下；將文件glut32.dll復制到c:windowssystem32下。2OpenGL幾何建模(a)建立基本的幾何圖元，指定圖元的顏色，對圖元進行平移、旋轉、縮放變換。基本幾何圖元包括：GL_LINES（線）、GL_LINE_STRIP（線帶）、GL_LINE_L

5、OOP（線環）、GL_TRIANGLES（三角形）、GL_TRIANGLE_STRIP（三角形帶）、GL_TRIANGLE_FAN（三角形扇）、GL_QUADS（四邊形）、GL_QUAD_STRIP（四邊形帶）、GL_POLYGON（多邊形）。(b) 設置合適的投影參數，分別用透視投影和正投影顯示步驟(a)中指定的幾何圖元。(c) 每按下鼠標左鍵一次，模型向右旋轉一定角度。(d) 按下ESC鍵，退出程序。四、程序設計提示1. main函數功能：創建窗口；注冊回調函數；主循環。int main(int argc, char* argv)glutInit(&argc, argv);glut

6、InitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow(”OpenGL中的建模與變換”);init ();glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMouseFunc(mouseFunc);glutMainLoop();return 0;2. 初始化函數：功能：設置清除所用的顏色；指定著

7、色模型。void init(void) 3. 鍵盤響應函數：功能：按下ESC鍵時退出程序。void keyboard(unsigned char key, int x, int y)4. 鼠標響應函數功能：按下鼠標左鍵時，改變旋轉角度（或平移量、縮放系數）。void mouseFunc(int button, int state, int x, int y)5. 顯示函數：功能：指定幾何模型；指定顏色；進行模型變換。void display(void)/清除顏色緩存/指定顏色/模型變換/指定模型/馬上執行6. reshape函數功能：設置視口；窗口大小改變時，改變視域體，使窗口的寬高比與視域體

8、的寬高比保持一致。void reshape (int w, int h)7. 包含頭文件，定義全局變量#include<stdlib.h>#include<GL/glut.h>GLdoubleangle = 0.0;GLdoubletranslation = 0.0;GLdoublescale = 1.0;五、思考題1在reshape函數中，窗口改變時如果不同時改變視域體的寬高比，會產生什么效果？2近裁剪面與物體相交時，會產生什么效果？六、報告要求1認真書寫實驗報告，字跡清晰，格式規范。報告中應寫清姓名、學號、實驗日期、實驗題目、實驗目的、實驗原理。2報告中應書寫主要源

9、程序，且源程序中要有注釋。3報告中應包含運行結果及結果分析。如調試通過并得到預期的效果，請注明通過并粘貼運行效果圖；如未調試通過或結果不正確，試分析原因。4報告最后包含實驗總結和體會。實驗三 OpenGL中的光照一、實驗目的1理解光照模型。2掌握OpenGL中的光照編程方法。3. 學會診斷OpenGL中的光照效果異常。二、實驗環境 硬件：每個學生需配備計算機一臺。 軟件：Windows操作系統+Visual C+； 三、實驗內容1建模 利用glut函數指定兩個球體模型，它們一左一右并列放置在原點兩側，設置合適的視域體進行觀察。2定義光源屬性定義兩個光源，分別設置它們的環境光、漫反射光和鏡面反射

10、光分量，設置兩個光源的位置分別位于左側球體的左前方和右側球體的右前方；左側的光源為紅色，右側的光源為綠色。3. 定義球體的材質4. 顯示球體時，讓左邊的光源只照亮左邊的球體，右邊的光源只照亮右邊的球體。5. 按下ESC鍵，退出程序。四、程序設計提示1. main函數功能：創建窗口；注冊回調函數；主循環。int main(int argc, char* argv)glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);glutInitWindowSize (500, 500); glu

11、tInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow (“OpenGL中的光照”);init ();glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMainLoop();return 0;2. 初始化函數：功能：設置清除所用的顏色；指定著色模型；設置材質；初始化光源參數；打開光照；打開深度測試。void init(void) 3. 鍵盤響應函數：功能：按下ESC鍵時退出程序。void keyboard(unsigned char key,

12、 int x, int y)4.顯示函數：功能：指定幾何模型；指定顏色；進行模型變換。void display(void)/清除顏色緩存/打開燈光0，關閉燈光1/向左平移/指定左側球體/打開燈光1，關閉燈光0/向右平移/指定右側球體/馬上執行5. reshape函數功能：設置視口；窗口大小改變時，改變視域體，使窗口的寬高比與視域體的寬高比保持一致。void reshape (int w, int h)6. 包含頭文件#include<stdlib.h>#include<GL/glut.h>五、思考題1若定義三個光源，光源0和光源1照在左側球體上，光源1和光源2照在右側球

13、體上，如何實現？2在OpenGL中，要使光照效果正常，需要指定模型的法向量。在本實驗中利用glut函數顯示球體時，沒有指定球體的法向量，你在實驗中是否得到了正確的光照效果？請分析原因。六、報告要求1認真書寫實驗報告，字跡清晰，格式規范。報告中應寫清姓名、學號、實驗日期、實驗題目、實驗目的、實驗原理。2報告中應書寫主要源程序，且源程序中要有注釋。3報告中應包含運行結果及結果分析。如調試通過并得到預期的效果，請注明通過并粘貼運行效果圖；如未調試通過或結果不正確，試分析原因。4報告最后包含實驗總結和體會。實驗四 OpenGL中的拾取一、實驗目的1理解OpenGL中的交互式編程方法。2掌握OpenGL

14、中拾取的實現。二、實驗環境 硬件：每個學生需配備計算機一臺。 軟件：Windows操作系統+Visual C+。 三、實驗內容1建模 利用glut函數定義兩個球體模型，它們一左一右并列放置在原點兩側，設置合適的視域體進行觀察。2拾取 將拾取函數作為鼠標響應的回調函數。在拾取函數中，建立拾取矩陣，在鼠標附近3×3的區域內選擇對象，在鼠標左鍵按下時，判斷哪一個球體被選中，還是都未被選中，并將選擇緩存中的內容打印到屏幕上。3. 設置顏色左邊球體未被選中時顯示為紅色，右邊球體未被選中時顯示為綠色，當其中任意一個被選中時，則以白色顯示被選中的球體。4. 按下ESC鍵，退出程序。四、程序設計提示

15、1. main函數功能：創建窗口；注冊回調函數；主循環。int main(int argc, char *argv)glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);glutInitWindowSize (500, 500);glutInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow(“OpenGL中的拾取”);init();glutReshapeFunc(reshape);glutDisplayFunc(display);glutMou

16、seFunc(pickRects);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMainLoop();return 0; 2. 初始化函數：功能：設置清除所用的顏色；打開深度測試；指定著色模型。void init(void) 3.鼠標響應函數功能：按下鼠標左鍵時，在鼠標附近3×3的區域內進行拾取。如果選中左邊的球體則select = 1，如果選中右邊的球體則令select = 2，如果兩個球體都未被選中，則select = 0。void pickRects (int button, int state, int x, int y)4. 顯示函數：功能：指定幾何模型；

17、指定顏色；如果當前處于“選擇模式”，則設置合適的名稱棧。void display(void)5. reshape函數功能：設置視口；設置視域體。void reshape (int w, int h)6. 鍵盤響應函數功能：按下ESC鍵時退出程序。void keyboard(unsigned char key, int x, int y)7. 包含頭文件，定義全局變量#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <GL/glut.h>Glint select = 0; 其中select用來標記選中哪一個物體，選中左

18、邊的球體時select = 1，選中右邊的球體時select = 2，當兩者都未被選中時select = 0。五、思考題1如果在拾取時有多個物體被選中，怎樣判斷哪個物體處于最上面？2一個命中記錄中的最小和最大深度值代表什么意義，怎樣取出它們的值？六、報告要求1認真書寫實驗報告，字跡清晰，格式規范。報告中應寫清姓名、學號、實驗日期、實驗題目、實驗目的、實驗原理。2報告中應書寫主要源程序，且源程序中要有注釋。3報告中應包含運行結果及結果分析。如調試通過并得到預期的效果，請注明通過并粘貼運行效果圖；如未調試通過或結果不正確，試分析原因。4報告最后包含實驗總結和體會。實驗五 OpenGL中的紋理映射一

19、、實驗目的1理解紋理映射的基本原理。2掌握OpenGL中定義紋理映射的方法。3. 學會診斷OpenGL中的紋理映射出現的異常。二、實驗環境 硬件：每個學生需配備計算機一臺。 軟件：Windows操作系統+Visual C+； 三、實驗內容1構造柵格圖像 建立一幅64×64像素的RGBA模式的圖像，將R、G、B、A四個分量的值保存在一個64×64×4的三維數組里，其中A為通道，圖像如圖1所示。 圖1 圖22建模利用glBegin(GL_QUADS)函數定義兩個矩形，一左一右放置，并設置合適的視域體進行觀察。3. 將步驟1所生成的圖像作為紋理，映射到步驟2所定義的兩個

20、矩形上，指定合適的紋理坐標，使得左邊的矩形繪制得到的圖像與圖1一致，右邊的矩形繪制結果如圖2所示。 4. 按下ESC鍵，退出程序。四、程序設計提示1. main函數功能：創建窗口；注冊回調函數；主循環。int main(int argc, char* argv)glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);glutInitWindowSize(500, 500);glutInitWindowPosition(100, 100);glutCreateWindow("O

21、penGL中的紋理映射");init();glutReshapeFunc(reshape);glutDisplayFunc(display);glutKeyboardFunc (keyboard);glutMainLoop();return 0; 2. 初始化函數：功能：設置清除所用的顏色；指定著色模型；打開深度測試；構造柵格圖像；創建紋理；打開紋理映射。void init(void) 3. 鍵盤響應函數：功能：按下ESC鍵時退出程序。void keyboard(unsigned char key, int x, int y)4. 顯示函數：功能：定義幾何模型；綁定紋理；指定紋理坐標

22、和幾何坐標。void display(void)/清除顏色緩存和深度緩存/綁定紋理/指定模型頂點的紋理坐標和幾何坐標/馬上執行6. reshape函數功能：設置視口；窗口大小改變時，改變視域體，使窗口的寬高比與視域體的寬高比保持一致。void reshape (int w, int h)7. 包含頭文件，定義全局變量#define ImageWidth 64#define ImageHeight 64static GLubyte ImageImageHeightImageWidth4;static GLuint texName;其中，ImageWidth為圖像寬度，ImageHeight 為圖

23、像高度，Image為圖像數據，texName為紋理名稱。五、思考題如何給不同的物體映射不同的紋理圖像？六、報告要求1認真書寫實驗報告，字跡清晰，格式規范。報告中應寫清姓名、學號、實驗日期、實驗題目、實驗目的、實驗原理。2報告中應書寫主要源程序，且源程序中要有注釋。3報告中應包含運行結果及結果分析。如調試通過并得到預期的效果，請注明通過并粘貼運行效果圖；如未調試通過或結果不正確，試分析原因。4報告最后包含實驗總結和體會。實驗2：代碼：#include<stdlib.h>#include<GL/glut.h>GLdoubleangle = 10.0;void display

24、()glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glBegin(GL_POLYGON);glVertex2d(-0.5,-0.5);glVertex2d(-0.5,0.5);glVertex2d(0.5,0.5);glVertex2d(0.5,-0.5);glEnd();glFlush();void mouseFunc(int button,int state,int x,int y)/旋轉if(state=GLUT_DOWN && button=GLUT_LEFT_BUTTON)glMatrixMode(GL

25、_MODELVIEW);glLoadIdentity();if(angle<360)angle+=10;elseangle-=360;glRotatef(angle,1,1,2);glutPostRedisplay();void keyboard(unsigned char key,int x,int y)if(key=27)exit(-1);void init()glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);glColor3f(1.0,0.0,0.0);void reshape(int w,int h)glViewport(0,0,w,h);int main(int ar

26、gc,char *argv)glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow("OpenGL中的建模與變換");init ();glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMouseFunc(mouseF

27、unc);glutMainLoop();return 0;截圖：點擊旋轉：體會：主要是我們在進行變換的時候，要注意glMatrixMode的設置，在進行投影變換的時候要設置為GL_PROJECTION,而當圖形變換的時候要設置為GL_MODELVIEW模式。實驗3：代碼：#include<stdlib.h>#include<GL/glut.h>void display()glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0,1.0,1.0);glEnable(GL_LIGHT0);glDisable

28、(GL_LIGHT1);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();glTranslatef(-0.5,0,0);glutSolidSphere(0.3,20,22);glLoadIdentity();glDisable(GL_LIGHT0);glEnable(GL_LIGHT1);glTranslatef(0.5,0,0);glutSolidSphere(0.3,20,22);glutSwapBuffers();void keyboard(unsigned char key,int x,int y)if(key=27)exit(-1);void i

29、nit()glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);GLfloat position04=-10,10,-10,1;GLfloat ambient04=1,0,0,1;glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,position0);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,ambient0);GLfloat position14=10,10,-10,1;GLfloat ambient14=0,1,0,1;glLightfv(GL_LIGHT1,GL_POSITION,position1);glLightfv(GL_LIGHT1,GL_

30、AMBIENT,ambient1);glEnable(GL_LIGHTING);glEnable(GL_DEPTH_TEST);void reshape(int w,int h)glViewport(0,0,w,h);int main(int argc,char *argv)glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow("Ope

31、nGL中的光照");init ();glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMainLoop();return 0;截圖：體會：不知道為什么，右邊的球體好像沒有左邊的光線效果，這點查詢了很久還是不明白。實驗4：#include <iostream>#include<stdlib.h>#include<GL/glut.h>using namespace std;GLint select = 0;void drawObjects(

32、GLenum mode)if(mode = GL_SELECT)/繪制紅色的小球glPushName(1);if(select=1)/判斷選中的是什么顏色的球，然后采用什么顏色紅球還是白色的球glColor3f(1,1,1);elseglColor3f(1,0,0);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();glTranslatef(-0.5,0,0);glutSolidSphere(0.3,20,22);glPopName();glLoadIdentity();if(mode = GL_SELECT) /繪制綠色的小球glPushName(2);

33、if(select=2)/判斷選中的是什么顏色的球，然后采用什么顏色繪制glColor3f(1,1,1);elseglColor3f(0,1,0);glTranslatef(0.5,0,0);glutSolidSphere(0.3,20,22);glPopName();select=0;/顯示完后將select設置為0void display()glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);drawObjects(GL_RENDER);glutSwapBuffers();void keyboard(unsigned char key,int

34、x,int y)if(key=27)exit(-1);void init()glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);void reshape(int w,int h)glViewport(0,0,w,h);void draw(GLint hits,GLuint buffer)/這個是操作堆棧，判斷點擊的是什么顏色的球unsigned int i, j; GLuint name, *ptr; if(hits=0)cout<<"未點擊任何球體！"&l

35、t;<endl;elseptr = buffer;for(i=0;i<hits;i+)name=*ptr;ptr+=3;if(*ptr=1)cout<<"紅色球被點擊！"<<endl;select=1;elsecout<<"綠色球被點擊"<<endl;select=2;ptr+;drawObjects(GL_RENDER);/點擊完后設置球的顏色，重繪#define SIZE 512void pickRects(int button,int state,int x,int y)GLuint se

36、lectBufSIZE;GLint hits,viewport4;if(button=GLUT_LEFT_BUTTON && state=GLUT_DOWN)glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,viewport);glSelectBuffer(SIZE,selectBuf);glRenderMode(GL_SELECT);glInitNames();glMatrixMode(GL_PROJECTION);glPushMatrix();glLoadIdentity();gluPickMatrix(GLdouble) x, (GLdouble) (viewport3

37、 - y),3.0, 3.0, viewport);drawObjects(GL_SELECT);/設置為選擇模式glMatrixMode(GL_PROJECTION);glPopMatrix();glFlush(); /繪制結束hits=glRenderMode(GL_RENDER);draw(hits,selectBuf);int main(int argc,char *argv)glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize (500, 500); glut

38、InitWindowPosition (100, 100);glutCreateWindow("OpenGL中的拾取");init ();glutDisplayFunc(display); glutMouseFunc(pickRects);glutReshapeFunc(reshape);glutKeyboardFunc(keyboard);glutMainLoop();return 0;截圖：初次顯示點擊紅球，然后點擊綠球，或是點擊黑色部分命令行顯示我們的操作體會：這個拾取過程我們控制select用來顯示兩個的球的顯示顏色，特別注意顯示完之后要將其select=0；同時在

39、對堆棧進行操作的時候要特別注意，不然就溢出啦。實驗5：代碼：#include<stdlib.h>#include<GL/glut.h>#define ImageWidth 64#define ImageHeight 64static GLubyte ImageImageHeightImageWidth3;static GLuint texName;void makeImage()int i,j,c;for(i=0;i<ImageWidth;i+)for(j=0;j<ImageHeight;j+)if(i%16<8)if(j%16<8)c=225;

40、elsec=0;elseif(j%16<8)c=0;elsec=225; Imageij0=(GLubyte)c; Imageij1=(GLubyte)c; Imageij2=(GLubyte)c;void display()glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0,1.0,1.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();glTranslated(-0.5,0,0); glBegin(GL_QUADS);/繪制四邊形 /定義兩個帶紋理的平面： /指定紋理坐標和幾何坐標，每個紋理 /坐標與其后的幾何坐標對應glTexCoord2d(0,0);glVertex2d(-0.4,-0.4);glTexCoord2d(1,0);glVertex2d(-0.4,0.4);glTexCoord2d(1,1);glVertex2d(0.4,0.4);glTexCoord2d(0,1);glVertex2d(0.4,-0.4); glEnd(); glLoadIdentity();glTran