这个版本是在实验3的基础上增加了键盘交互功能。1实验目的理解基本图形元素光栅化的基本原理掌握基本图形元素光栅化方法如中点方法Bresenham方法利用OpenGL实现基本图形元素的光栅化算法。2实验内容(1) 根据所给的直线光栅化的示范源程序在计算机上编译运行输出正确结果。(2) 指出示范程序采用的算法以此为基础将其改造为中点线算法或Bresenham算法写入实验报告。(3) 根据示范代码将其改造为圆的光栅化算法写入实验报告。(4) 了解和使用OpenGL的生成直线的命令来验证程序运行结果。3实验原理示范代码原理参见教材直线光栅化一节中的DDA算法。下面介绍下OpenGL画线的一些基础知识和glutReshapeFunc()函数。1数学上的直线没有宽度但OpenGL的直线则是有宽度的。同时OpenGL的直线必须是有限长度而不是像数学概念那样是无限的。可以认为OpenGL的“直线”概念与数学上的“线段”接近它可以由两个端点来确定。这里的线由一系列顶点顺次连结而成有闭合和不闭合两种。前面的实验已经知道如何绘“点”那么OpenGL是如何知道拿这些顶点来做什么呢是一个一个的画出来还是连成线或者构成一个多边形或是做其它事情呢为了解决这一问题OpenGL要求指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后glEnd函数之前否则指定的顶点将被忽略并由glBegin来指明如何使用这些点。例如glBegin(GL_POINTS); glVertex2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(0.5f, 0.0f); glEnd();则这两个点将分别被画出来。如果将GL_POINTS替换成GL_LINES则两个点将被认为是直线的两个端点OpenGL将会画出一条直线。还可以指定更多的顶点然后画出更复杂的图形。另一方面glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES还有GL_LINE_STRIPGL_LINE_LOOPGL_TRIANGLESGL_TRIANGLE_STRIPGL_TRIANGLE_FAN等每种方式的大致效果如图A.2所示图A.3 OpenGL几何图元类型2首次打开窗口、移动窗口和改变窗口大小时窗口系统都将发送一个事件以通知程序员。如果使用的是GLUT通知将自动完成并调用向glutReshapeFunc()注册的函数。该函数必须完成下列工作重新建立用作新渲染画布的矩形区域定义绘制物体时使用的坐标系。如void Reshape(int w, int h) { glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w, 0.0, (GLdouble) h); }在GLUT内部将给该函数传递两个参数窗口被移动或修改大小后的宽度和高度单位为像素。glViewport()调整像素矩形用于绘制整个窗口。接下来三个函数调整绘图坐标系使左下角位置为0 0右上角为w, h。3 键盘输入当你按下一个键后GLUT提供了两个函数为这个键盘消息注册回调。第一个是glutKeyboardFunc用来处理普通按键如字母数字和其他可以用ASCII代码表示的键另一个是glutSpecialFunc用来处理特殊按键如F i F_iFi方向键HomeEnd键等。glutKeyboardFunc函数原型如下void glutKeyboardFunc(void(*func)(unsigned char key,int x,int y));参数func: 处理普通按键消息的函数的名称。如果传递NULL则表示GLUT忽略普通按键消息。这个作为glutKeyboardFunc函数参数的函数需要有三个形参第一个表示按下的键的ASCII码其余两个提供了当键按下时当前的鼠标位置。鼠标位置是相对于当前客户窗口的左上角而言的。glutSpecialFunc函数请参考https://blog.csdn.net/xie_zi/article/details/1911891。4实验代码#include GL/glut.h int flag 0; void LineDDA(int x0,int y0,int x1,int y1/*,int color*/) { int x, dy, dx, y; float m; dxx1-x0; dyy1-y0; mdy/dx; yy0; glColor3f (1.0f, 1.0f, 0.0f); glPointSize(1); for(xx0;xx1; x) { glBegin (GL_POINTS); glVertex2i (x, (int)(y0.5)); glEnd (); ym; } } void LineMidPoint(int x0, int y0, int x1, int y1) { //请在这里填写你的代码 } void myDisplay(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glRectf(25.0, 25.0, 75.0, 75.0); glPointSize(5); glBegin (GL_POINTS); glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex2f (0.0f, 0.0f); glEnd (); glBegin (GL_LINES); glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2f (100.0f, 0.0f); glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex2f (180.0f, 240.0f); glEnd (); if(flag 1) LineDDA(0, 0, 200, 300); //if (flag 2) //LineMidPoint(...); glFlush(); } void Init() { glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); glShadeModel(GL_FLAT); } void Reshape(int w, int h) { glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w, 0.0, (GLdouble) h); } void keyboard(unsigned char key, int x, int y) { switch (key) { case 1://DDA Line flag 1; break; case 2: // MidPoint Line //请在这里填写你的代码 break; default: break; } glutPostRedisplay();//重画 } int main(int argc, char *argv[]) { glutInit(argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowPosition(100, 100); glutInitWindowSize(400, 400); glutCreateWindow(Hello World!); Init(); glutDisplayFunc(myDisplay); glutReshapeFunc(Reshape); glutKeyboardFunc(keyboard); glutMainLoop(); return 0; }注 glShadeModel选择平坦或光滑渐变模式。GL_SMOOTH为缺省值为光滑渐变模式GL_FLAT为平坦渐变模式。5实验思考示范代码有个小错误能否指出并改正请将结果写入实验报告。
实验3.1 直线光栅化（键盘交互版）
这个版本是在实验3的基础上增加了键盘交互功能。1实验目的理解基本图形元素光栅化的基本原理掌握基本图形元素光栅化方法如中点方法Bresenham方法利用OpenGL实现基本图形元素的光栅化算法。2实验内容(1) 根据所给的直线光栅化的示范源程序在计算机上编译运行输出正确结果。(2) 指出示范程序采用的算法以此为基础将其改造为中点线算法或Bresenham算法写入实验报告。(3) 根据示范代码将其改造为圆的光栅化算法写入实验报告。(4) 了解和使用OpenGL的生成直线的命令来验证程序运行结果。3实验原理示范代码原理参见教材直线光栅化一节中的DDA算法。下面介绍下OpenGL画线的一些基础知识和glutReshapeFunc()函数。1数学上的直线没有宽度但OpenGL的直线则是有宽度的。同时OpenGL的直线必须是有限长度而不是像数学概念那样是无限的。可以认为OpenGL的“直线”概念与数学上的“线段”接近它可以由两个端点来确定。这里的线由一系列顶点顺次连结而成有闭合和不闭合两种。前面的实验已经知道如何绘“点”那么OpenGL是如何知道拿这些顶点来做什么呢是一个一个的画出来还是连成线或者构成一个多边形或是做其它事情呢为了解决这一问题OpenGL要求指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后glEnd函数之前否则指定的顶点将被忽略并由glBegin来指明如何使用这些点。例如glBegin(GL_POINTS); glVertex2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(0.5f, 0.0f); glEnd();则这两个点将分别被画出来。如果将GL_POINTS替换成GL_LINES则两个点将被认为是直线的两个端点OpenGL将会画出一条直线。还可以指定更多的顶点然后画出更复杂的图形。另一方面glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES还有GL_LINE_STRIPGL_LINE_LOOPGL_TRIANGLESGL_TRIANGLE_STRIPGL_TRIANGLE_FAN等每种方式的大致效果如图A.2所示图A.3 OpenGL几何图元类型2首次打开窗口、移动窗口和改变窗口大小时窗口系统都将发送一个事件以通知程序员。如果使用的是GLUT通知将自动完成并调用向glutReshapeFunc()注册的函数。该函数必须完成下列工作重新建立用作新渲染画布的矩形区域定义绘制物体时使用的坐标系。如void Reshape(int w, int h) { glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w, 0.0, (GLdouble) h); }在GLUT内部将给该函数传递两个参数窗口被移动或修改大小后的宽度和高度单位为像素。glViewport()调整像素矩形用于绘制整个窗口。接下来三个函数调整绘图坐标系使左下角位置为0 0右上角为w, h。3 键盘输入当你按下一个键后GLUT提供了两个函数为这个键盘消息注册回调。第一个是glutKeyboardFunc用来处理普通按键如字母数字和其他可以用ASCII代码表示的键另一个是glutSpecialFunc用来处理特殊按键如F i F_iFi方向键HomeEnd键等。glutKeyboardFunc函数原型如下void glutKeyboardFunc(void(*func)(unsigned char key,int x,int y));参数func: 处理普通按键消息的函数的名称。如果传递NULL则表示GLUT忽略普通按键消息。这个作为glutKeyboardFunc函数参数的函数需要有三个形参第一个表示按下的键的ASCII码其余两个提供了当键按下时当前的鼠标位置。鼠标位置是相对于当前客户窗口的左上角而言的。glutSpecialFunc函数请参考https://blog.csdn.net/xie_zi/article/details/1911891。4实验代码#include GL/glut.h int flag 0; void LineDDA(int x0,int y0,int x1,int y1/*,int color*/) { int x, dy, dx, y; float m; dxx1-x0; dyy1-y0; mdy/dx; yy0; glColor3f (1.0f, 1.0f, 0.0f); glPointSize(1); for(xx0;xx1; x) { glBegin (GL_POINTS); glVertex2i (x, (int)(y0.5)); glEnd (); ym; } } void LineMidPoint(int x0, int y0, int x1, int y1) { //请在这里填写你的代码 } void myDisplay(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glRectf(25.0, 25.0, 75.0, 75.0); glPointSize(5); glBegin (GL_POINTS); glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex2f (0.0f, 0.0f); glEnd (); glBegin (GL_LINES); glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2f (100.0f, 0.0f); glColor3f (0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex2f (180.0f, 240.0f); glEnd (); if(flag 1) LineDDA(0, 0, 200, 300); //if (flag 2) //LineMidPoint(...); glFlush(); } void Init() { glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); glShadeModel(GL_FLAT); } void Reshape(int w, int h) { glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w, 0.0, (GLdouble) h); } void keyboard(unsigned char key, int x, int y) { switch (key) { case 1://DDA Line flag 1; break; case 2: // MidPoint Line //请在这里填写你的代码 break; default: break; } glutPostRedisplay();//重画 } int main(int argc, char *argv[]) { glutInit(argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE); glutInitWindowPosition(100, 100); glutInitWindowSize(400, 400); glutCreateWindow(Hello World!); Init(); glutDisplayFunc(myDisplay); glutReshapeFunc(Reshape); glutKeyboardFunc(keyboard); glutMainLoop(); return 0; }注 glShadeModel选择平坦或光滑渐变模式。GL_SMOOTH为缺省值为光滑渐变模式GL_FLAT为平坦渐变模式。5实验思考示范代码有个小错误能否指出并改正请将结果写入实验报告。
