实验三 OpenGL的简单交互绘制new

实验三 OpenGL的简单交互绘制一、实验目的1、理解OpenGL坐标系的概念，掌握OpengGL裁剪窗口、视区、显示窗口的概念和它们之间的关系，学会计算世界坐标和屏幕坐标。

2、学会OpenGL的简单键盘交互操作。

3、学会OpenGL的简单字符绘制。

3、进一步掌握OpengGL点、直线、多边形的绘制。

二、实验环境硬件要求：PC机，主流配置，最好为独立显卡，显存512M以上。

软件环境：操作系统：Windows XP。

语言开发工具：Microsoft Visual studio 2008,Visual C++。

程序框架：Win32应用程序三、实验内容与要求3.1 键盘交互1、调出实验一的源代码运行，调整修改使得显示窗口在屏幕中央保持缺省大小（300*300），绘制的矩形在显示窗口中央。

如图2-1所示。

提示：(1)添加修改窗口位置的函数glutInitWindowPosition(int x, int y);其中(x，y)为窗口左上角在屏幕上的位置。

(2)显示窗口的左下角坐标为(-1,-1)，右上角坐标为(1,1)。

图2-1未修改前的win32初始源程序参考如下：/*my first program.cpp*/#include"stdafx.h"#include<glut.h>void display(void);void myreshape(GLsizei w, GLsizei h);int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPTSTR lpCmdLine,int nCmdShow){UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);char *argv[] = {"hello ", " "};int argc = 2; // must/should match the number of strings in argvglutInit(&argc, argv); //初始化GLUT库；glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB); //设置显示模式；（缓冲，颜色类型）glutInitWindowSize(500, 500);glutInitWindowPosition(1024 / 2 - 250, 768 / 2 - 250);glutCreateWindow("Hello"); //创建窗口，标题为“hello”；glutDisplayFunc(display); //用于绘制当前窗口；glutMainLoop(); //表示开始运行程序，用于程序的结尾；return 0;}void display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //刷新颜色缓冲区glRectf(-0.5,-0.5,0.5,0.5);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}2、在实验一的基础上添加键盘交互，按W键绘制的矩形上移,按S键矩形下移，按A键矩形左移，按D键矩形右移，如图2-2。

参考步骤如下：（1）在主函数里添加注册键盘回调函数glutKeyboardFunc(mykeyboard);此函数可放在 glutDisplayFunc(display);后面。

并在程序头部声明添加键盘回调函数：void mykeyboard(unsigned char key, int x, int y);（2）在display()绘制函数中修改绘制矩形代码，用变量代替数值参数。

例如： glRectf(-0.5,-0.5,0.5,0.5)改为glRectf(x1,y1,x2,y2);程序前面加上变量声明和初始值，如：floatx1=-0.5,y1=-0.5,x2=0.5,y2=0.5; 注意语句的位置。

（3）在程序中增加mykeyboard键盘子函数，可放在display（）函数之后。

并在如下代码中进行修改，实现键盘控制矩形移动,运行程序自行测试。

void mykeyboard(unsigned char key, int x, int y){switch(key){ case 'W':case 'w':// 矩形对角坐标变量修改使得矩形上移y1+=0.1; y2+=0.1;break;case 'S':case 's'://矩形对角坐标变量修改使得矩形下移y1-=0.1;y2-=0.1;break;case 'A':case 'a'://矩形对角坐标变量修改使得矩形左移x1-=0.1; x2-=0.1;break;case 'D':case 'd'://矩形对角坐标变量修改使得矩形右移x1+=0.1; x2+=0.1;break;}//参数修改后调用重画函数，屏幕图形将发生改变glutPostRedisplay();}图2-23、设置窗口改变函数，使得矩形的长度和宽度等于100，程序启动时矩形仍在窗口中央，当显示窗口最大化时，绘制矩形也随之增大，如图2-3。

(1)在main函数里添加注册窗口变化函数glutReshapeFunc(myreshape); （放在glutMainLoop()之前）并在程序头部声明添加窗口变换函数：void myreshape(GLsizei w, GLsizei h);(2)在程序中添加窗口改变子函数，参数w,h为当前显示窗口的宽和高 void myreshape(GLsizei w, GLsizei h){glViewport(0,0,w,h); //设置视区位置glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置投影变换模式glLoadIdentity(); //调单位矩阵，清空当前矩阵堆栈gluOrtho2D(0,300,0,300);}3) 此时，矩形的初始变量经重新计算后为：float x1=100,x1=100,x2=200,y2=200;注意：请同学们自己思考为什么矩形初始的初始变量由原来的(-0.5,-0.5,0.5,0.5)变为(100,100,200,200) ？裁剪窗口设置函数gluOrtho2D(xwmin,xwmax,ywmin,ywmax); 和视区设置函数glViewport(startx,starty,viewport_width,viewport_height)的设置有何规律？此时，按下键盘“WADS”键进行交互移动，矩形的移动距离较之前有什么变化？要保持以前的移动频率，程序应该如何修改？a) 显示窗口改变前 b)显示窗口变大后图2-34、在矩形中间添加字符"Hello"，观察结果；然后将"Hello"字符改为自己名字的拼音或英文名字。

如图2-4所示。

提示：在绘制矩形后添加如下代码：glColor3f(1,0,0);glRasterPos2i((x1+x2)/2,(y1+y2)/2); //定位当前光标glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15,'H'); //写字符"H"glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15,'e'); //写字符"e"glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15,'l'); //写字符"l"glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15,'l'); //写字符"l"glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15,'o'); //写字符"o"注意：运行程序，效果如图2-4所示。

但是如果此时，按下键盘“WADS”键进行交互移动，程序会发生什么变化？要保持矩形白色，字符红色，程序应该如何修改？如果字符颜色设置语句glColor3f(1,0,0);放在定位光标语句glRasterPos2i((x1+x2)/2,(y1+y2)/2); 之后，运行又会发生什么变化？请同学自己总结设置字符颜色语句的顺序规律。

图2-45、自己参照讲义或教材按照自己的构思画二维平面图形,将上面的矩形替换成自己构思的二维平面图形实现交互功能，注意顶点的顺序。

并在画面上标注自己的姓名。

3.2 鼠标交互(1) 鼠标画线阅读OpenGL鼠标画线程序，能够实现在绘制窗口用鼠标交互绘制若干条直线，鼠标左键首先按下，确定直线的起始点，鼠标左键按下同时移动，看到画线过程，鼠标左键松开时，确定直线的终点，可重复画多条直线。

实现主要思路：1) 写出画静止若干条直线程序框架，坐标用变量替代；2) 在主函数里注册鼠标按钮响应函数和鼠标移动响应函数；3) 在鼠标按钮响应子函数里，给出鼠标按钮响应事件；4) 在鼠标移动响应子函数里，给出鼠标移动响应事件；5) 读懂程序并分析程序，保留程序。

//鼠标画线小程序#include"stdafx.h"#include<glut.h>#define N 1000 //maximum line numbersint ww,hh; // for display window width and heightint line[N][4], k=0; //for line's endpoint coordinates and line numbervoid Myinit(void);void Reshape(int w, int h);void myMouse(int button,int state,int x,int y);void myMotion(int x,int y);void Display(void);void drawlines();int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPTSTR lpCmdLine,int nCmdShow){UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);char *argv[] = {"hello ", " "};int argc = 2; // must/should match the number of strings in argvglutInit(&argc, argv); //初始化GLUT库；glutInitWindowSize(800, 600); //设置显示窗口大小glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB); //设置显示模式；（注意双缓冲）glutCreateWindow("鼠标画线小程序演示"); // 创建显示窗口Myinit();glutDisplayFunc(Display); //注册显示回调函数glutMouseFunc(myMouse); //注册鼠标按钮回调函数glutMotionFunc(myMotion); //注册鼠标移动回调函数glutReshapeFunc(Reshape); //注册窗口改变回调函数glutMainLoop(); //进入事件处理循环return 0;}void Myinit(void){glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);glLineWidth(3.0);}//渲染绘制子程序--------------------------------------------------------------------------void Display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //刷新颜色缓冲区；drawlines(); //画线子程序；glutSwapBuffers(); //双缓冲的刷新模式；}//-----------------------------------------------void Reshape(int w, int h) //窗口改变时自动获取显示窗口的宽w和高h{glMatrixMode(GL_PROJECTION); //投影矩阵模式glLoadIdentity(); //矩阵堆栈清空glViewport(0, 0, w, h); //设置视区大小gluOrtho2D(0, w, 0, h); //设置裁剪窗口大小ww=w;hh=h;}//鼠标按钮响应事件..void myMouse(int button,int state,int x,int y){if(button==GLUT_LEFT_BUTTON&&state==GLUT_DOWN){line[k][0]=x; //线段起点x坐标line[k][1]=hh-y; //线段终点y坐标}if(button==GLUT_LEFT_BUTTON&&state==GLUT_UP){line[k][2]=x; //线段起点x坐标line[k][3]=hh-y; //线段终点y坐标k++;glutPostRedisplay();}}//鼠标移动时获得鼠标移动中的坐标----------------------------------------------------- void myMotion(int x,int y){//get the line's motion pointline[k][2]=x; //动态终点的x坐标line[k][3]=hh-y; //动态终点的y坐标glutPostRedisplay();}//画线子程序void drawlines(){for(int i=0;i<=k;i++) //********{glBegin(GL_LINES);glVertex2f(line[i][0],line[i][1]);glVertex2f(line[i][2],line[i][3]);glEnd();}}鼠标画线程序运行后，程序效果如图3-3所示。