计算机图形学(OpenGL总结)
计算机图形学复习总结
一、名词解释:1、计算机图形学:用计算机建立、存储、处理某个对象的模型,并根据模型产生该对象图形输出的有关理论、方法与技术,称为计算机图形学。
3、图形消隐:计算机为了反映真实的图形,把隐藏的部分从图中消除。
4、几何变换:几何变换的基本方法是把变换矩阵作为一个算子,作用到图形一系列顶点的位置矢量,从而得到这些顶点在几何变换后的新的顶点序列,连接新的顶点序列即可得到变换后的图形。
6、裁剪:识别图形在指定区域内和区域外的部分的过程称为裁剪算法,简称裁剪。
7、透视投影:空间任意一点的透视投影是投影中心与空间点构成的投影线与投影平面的交点。
8、投影变换:把三维物体变为二维图形表示的变换称为投影变换。
9、走样:在光栅显示器上绘制非水平且非垂直的直线或多边形边界时,或多或少会呈现锯齿状。
这是由于直线或多边形边界在光栅显示器的对应图形都是由一系列相同亮度的离散像素构成的。
这种用离散量表示连续量引起的失真,称为走样(aliasing )。
10、反走样:用于减少和消除用离散量表示连续量引起的失真效果的技术,称为反走样。
二、问答题:1、简述光栅扫描式图形显示器的基本原理。
光栅扫描式图形显示器(简称光栅显示器)是画点设备,可看作是一个点阵单元发生器,并可控制每个点阵单元的亮度,它不能直接从单元阵列中的—个可编地址的象素画一条直线到另一个可编地址的象素,只可能用尽可能靠近这条直线路径的象素点集来近似地表示这条直线。
光栅扫描式图形显示器中采用了帧缓存,帧缓存中的信息经过数字/模拟转换,能在光栅显示器上产生图形。
2、分别写出平移、旋转以及缩放的变换矩阵。
平移变换矩阵:⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1010000100001z y xT T T (2分) 旋转变换矩阵: 绕X 轴⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000cos sin 00sin cos 00001θθθθ(2分) 绕Y 轴⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000cos 0sin 00100sin 0cos θθθθ(2分)绕Z 轴⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000cos sin 00sin cos θθθθ(2分) 缩放变换矩阵:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000000000000zy x S S S (2分) 3、图形变换有什么特点?最基本的几何变换有哪些?答:图形变换的特点:大多数几何变换(如平移、旋转和变比)是保持拓扑不变的,不改变图形的连接关系和平行关系。
opengl实验报告
opengl实验报告OpenGL实验报告引言:OpenGL(Open Graphics Library)是一种跨平台的图形编程接口,被广泛应用于计算机图形学、游戏开发和科学可视化等领域。
本实验报告将介绍我对OpenGL的实验研究和学习成果。
一、实验目的本次实验的主要目的是掌握OpenGL的基本概念和使用方法,了解图形渲染的原理和过程,以及学习如何在OpenGL中创建和操作图形对象。
二、实验环境本次实验使用的是OpenGL的最新版本,并在Windows操作系统下进行开发。
使用的开发工具是Visual Studio和OpenGL的开发库。
三、实验过程1. 熟悉OpenGL的基本概念在开始实验之前,我先学习了OpenGL的基本概念,包括OpenGL的坐标系统、图形渲染管线、着色器等。
了解这些概念对于后续的实验非常重要。
2. 创建窗口和上下文在OpenGL中,我们需要先创建一个窗口和一个OpenGL上下文,以便进行图形渲染。
通过调用相关的OpenGL函数,我成功创建了一个窗口,并初始化了OpenGL的上下文。
3. 绘制基本图形接下来,我开始尝试绘制一些基本的图形,比如点、线和三角形。
通过设置顶点坐标和颜色,我成功绘制出了这些基本图形,并在窗口中显示出来。
4. 添加纹理为了使图形更加逼真和丰富,我学习了如何在OpenGL中添加纹理。
通过加载图片并设置纹理坐标,我成功将纹理贴在了绘制的图形上,使其具有了更加真实的效果。
5. 光照和阴影效果为了增加图形的立体感和真实感,我学习了如何在OpenGL中添加光照和阴影效果。
通过设置光源的位置和属性,以及材质的属性,我成功实现了光照和阴影的效果,使图形看起来更加逼真。
6. 动画效果为了使图形具有动态效果,我学习了如何在OpenGL中实现简单的动画效果。
通过每帧更新顶点的位置和纹理坐标,我成功实现了图形的旋转和平移动画,使其具有了动态的效果。
四、实验结果和分析通过以上的实验过程,我成功掌握了OpenGL的基本概念和使用方法,并实现了一些基本的图形渲染效果。
计算机图形学实验报告
计算机图形学实验报告
在计算机图形学课程中,实验是不可或缺的一部分。
通过实验,我们可以更好地理解课程中所学的知识,并且在实践中掌握这些
知识。
在本次实验中,我学习了如何使用OpenGL绘制三维图形,并了解了一些基本的图形变换和视图变换。
首先,我们需要通过OpenGL的基本命令来绘制基本图形,例
如线段、矩形、圆等。
这些基本的绘制命令需要首先设置OpenGL 的状态,例如绘制颜色、线段宽度等,才能正确地绘制出所需的
图形。
然后,在实验中我们学习了图形的变换。
变换是指通过一定的
规则将图形的形状、位置、大小等进行改变。
我们可以通过平移、旋转、缩放等变换来改变图形。
变换需要按照一定的顺序进行,
例如先进行旋转再进行平移等。
在OpenGL中,我们可以通过设
置变换矩阵来完成图形的变换。
变换矩阵包含了平移、旋转、缩
放等信息,通过矩阵乘法可以完成图形的复合变换。
最后,视图变换是指将三维场景中的图形投影到二维平面上,
成为我们所见到的图形。
在实验中,我们学习了透视投影和正交
投影两种方式。
透视投影是指将场景中的图形按照视点不同而产
生不同的远近缩放,使得图形呈现出三维感。
而正交投影则是简单地将场景中的图形按照平行投影的方式呈现在屏幕上。
在OpenGL中,我们可以通过设置视图矩阵和投影矩阵来完成视图变换。
通过本次实验,我对于计算机图形学有了更深入的了解,并掌握了一些基本的图形绘制和变换知识。
在今后的学习中,我将继续学习更高级的图形绘制技术,并应用于实际的项目中。
计算机图形学实验报告-OpenGL基本使用
学生实验实习报告册学年学期:2016-2017学年 春□√秋学期课程名称:大学计算机基础学生学院:通信与信息工程学院专业班级:学生学号:学生姓名:联系电话:重庆邮电大学教务处印制实验实习名OpenGL基本使用指导教师秦红星考核成绩课程名称计算机图形学A 课程编号实验实习地点信息科技大厦S306 完成日期学生姓名学生学号学院专业广电与数字媒体类所在班级教师评语教师签名:年月日一、实验实习目的及要求目的:认识了解OpenGL的性质、功能要求:1.利用OpenGL绘制一个简单的场景:比如球体、正方体2.加入灯光3.实现交互操作:平移、缩放、旋转二、实验实习设备(环境)及要求(软硬件条件)采用Microsoft Visual C 2010生成环境并用C++编写程序三、实验实习内容与步骤内容:背景为黑色,在点光源下,能够实现平移、缩放、旋转的球。
步骤:建立立体-->添加光照-->添加变换1.先写“主函数”,在主函数中将窗口生成好。
2.在“自定义函数1”中对窗口进行清除、填色等操作。
3.在“自定义函数1”中设置点光源,设置光照的各种参数。
4.在“自定义函数1”中设置平移、缩放、旋转及各参数。
5.在“自定义函数2”中设置平移和缩放的循环。
6.在主函数中调用这两个自定义函数,并且在主函数里面用“自定义函数1”为参数调用glutDisplayFunc()来注册一个绘图函数。
其次用空闲回调函数glutIdleFunc()来使球体不停地循环有缩放、平移功能的函数。
实现动画。
四、实验实习过程或算法(源程序、代码)#include<GL/glut.h>GLfloat angle = 0.0f;GLfloat multiply = 0.0f;void display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); //设置窗口里面的背景颜色glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluPerspective(90.0f, 1.0f, 1.0f, 20.0f);glLoadIdentity();gluLookAt(0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);{//设置一个点光源GLfloat light_position[] = { 0.5f,0.0f,0.0f,1.0f };//(xyzw)w为1时代表点光源,0时代表方向光源GLfloat light_ambient[] = { 0.5f,0.5f,0.5f,1.0f };//(0001)GLfloat light_diffuse[] = { 1.0f,1.0f,1.0f,1.0f };//(1111)GLfloat light_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };//(1111)glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient);//光源环境光强值glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse);//光源漫反射强值glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);//光源镜面反射强值glEnable(GL_LIGHT0);//打开该光源glEnable(GL_LIGHTING);//打开光照}{glRotatef(angle, 0.0f, 1.0f, 0.0f);glTranslatef(0.0f, 0.0f, 0.6f); //平移glScaled(multiply, multiply, multiply); //缩放glutSolidSphere(0.2, 50, 50);}glutSwapBuffers();}void rotateAndzoom(void) //旋转和缩放{angle += 1.0f;if (angle >= 360.0f)angle = 0.0f;display();//设置旋转multiply += 0.01f;if (multiply >= 2.0f)// multiply -= 0.01f;//if (multiply <= 1.0f)multiply = 1.0f;display();//设置缩放}int main(int argc, char* argv[]){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE);glutInitWindowPosition(400, 50);glutInitWindowSize(800, 800);glutCreateWindow("立体");glutDisplayFunc(&display);glutIdleFunc(&rotateAndzoom);//旋转glutMainLoop();//调用该函数启动程序,所有以创建的窗口将会显示return 0;}五、实验实习结果分析和(或)源程序调试过程实验实习名直线扫面和区域填充实现指导教师考核成绩课程名称课程编号实验实习地点完成日期学生姓名学生学号学院专业通信与信息工程学院广电与数字媒体类所在班级教师评语教师签名:年月日一、实验实习目的及要求项目目的:熟悉光栅图形学中的相关算法项目要求:1.应用OpenGL点绘制函数直线与区域2.采用直线扫面算法绘制一条线段,直线有离散点组成3.利用区域填充算法绘制多边形区域,区域由离散点组成二、实验实习设备(环境)及要求(软硬件条件)采用Microsoft Visual C 2010生成环境并用C++编写程序三、实验实习内容与步骤内容:1.用DDA算法实现点绘制直线。
OpenGL学习笔记:三维数学基础(一)坐标系、向量、矩阵
OpenGL学习笔记:三维数学基础(⼀)坐标系、向量、矩阵接触OpenGL和计算机图形学有⼀段时间了,⼀直想写⼀点东西,记录⾃⼰的学习历程,或许也能够为有意愿向计算机图形学发展的菜鸟们提供⼀条捷径。
闲话不多说,本章主要介绍计算机图形学中三维数学的⼀些基础知识,主要包括2D、3D笛卡尔坐标系,向量、矩阵的数学和⼏何意义以及公式。
由于篇幅限制,其中的推导过程本⽂不作叙述,感兴趣的读者可以去看《3D数学基础+图形与游戏开发》,已上传,链接地址在本⽂末尾。
⼀、计算机图形学计算机图形学(Computer Graphics)是⼀种使⽤数学算法将⼆维或三维图形转化为计算机显⽰器的栅格形式的科学。
其⼴泛应⽤于游戏、动画、仿真、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等领域。
在数学之中,研究⾃然数和整数的领域称为离散数学,研究实数的领域称作连续数学。
在计算机图形学中,为虚拟世界选择度量单位的关键是选择离散的精度。
⼀种错误的观点认为short、int是离散的,⽽float、double是连续的,⽽事实上,这些数据类型都是离散的。
于是,计算机图形学有如下准则:计算机图形学第⼀准则:近似原则——如果它看上去是对的,它就是对的。
⼆、笛卡尔坐标系2D笛卡尔坐标系是⼀个精确定位点的框架。
2D坐标的标准表⽰法是(x,y),相信⼤家初中都学过。
⼀般,标准的笛卡尔坐标系是x轴向右,y轴向上。
⽽计算机图形学中的屏幕坐标往往是x轴向右,y轴向下。
如图1所⽰。
图1:2D笛卡尔坐标系和2D屏幕坐标系3D笛卡尔坐标系类似,增加了第三个维度,z轴。
3D坐标系分为完全不同的2种坐标系,左⼿坐标系和右⼿坐标系。
判断⽅法为,左⼿坐标系:伸出左⼿,让拇指和⾷指成“L”形,⼤拇指向右,⾷指向上,其余⼿指指向前⽅。
此时,拇指、⾷指和其余三指分别代表x、y、z轴的正⽅向。
右⼿坐标系,相同,只是把左⼿换成右⼿。
如图2所⽰。
图2:左⼿坐标系与右⼿坐标系其中左⼿坐标系⼴泛应⽤于计算机图形学、D3D之中,⽽右⼿坐标系⼴泛应⽤于OpenGL、线性代数、3DSMax之中。
图形学实验报告 OpenGL中基本图形的绘制
《计算机图形学基础》实验4 OpenGL中基本图形的绘制一、实验目的及要求1.掌握OpenGL中点的绘制方法。
2.掌握OpenGL中直线的绘制方法。
3.掌握OpenGL中多边形面的绘制方法。
4. 掌握OpenGL中字符函数的绘制方法。
二、实验环境主要是软件开发环境vc 6.0三、实验内容OpenGL实现直线段的反走样。
四、实验结果五、程序代码#include <gl/glut.h>GLuint lineList; //指定显示列表IDvoid Initial(){glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f);glLineWidth(12.0f);glColor4f (0.0, 0.6, 1.0, 1.0);lineList = glGenLists(1);glNewList(lineList, GL_COMPILE); //定义显示列表glBegin(GL_LINE_LOOP);glVertex2f(1.0f, 1.0f);glVertex2f(4.0f, 2.0f);glVertex2f(2.0f, 5.0f);glEnd();glEndList();}void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h){if(h == 0) h = 1;glViewport(0, 0, w, h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();if(w<=h)gluOrtho2D(0.0, 5.0, 0.0, 6.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w);elsegluOrtho2D(0.0, 5.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 0.0, 6.0);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();}void Displayt(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glCallList(lineList);glFlush();}void Displayw(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glEnable(GL_LINE_SMOOTH); //使用反走样glEnable (GL_BLEND); //启用混合函数glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA); //指定混合函数glCallList(lineList);glFlush();}void main(void){glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize(300, 300);glutCreateWindow("原始图形");glutDisplayFunc(Displayt);glutReshapeFunc(ChangeSize);Initial();glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowPosition(300, 300);glutInitWindowSize(300, 300);glutCreateWindow("反走样图形");glutDisplayFunc(Displayw);glutReshapeFunc(ChangeSize);Initial();glutMainLoop();}六、心得体会在光栅图形显示器上绘制非水平且非垂直的直线或多边形边界时,或多或少会呈现锯齿状或台阶状外观。
计算机图形学实验报告
计算机图形学实验报告计算机图形学实验报告引言计算机图形学是研究计算机生成和处理图像的学科,它在现代科技和娱乐产业中扮演着重要的角色。
本实验报告旨在总结和分享我在计算机图形学实验中的经验和收获。
一、实验背景计算机图形学实验是计算机科学与技术专业的一门重要课程,通过实践操作和编程,学生可以深入了解图形学的基本原理和算法。
本次实验主要涉及三维图形的建模、渲染和动画。
二、实验内容1. 三维图形建模在实验中,我们学习了三维图形的表示和建模方法。
通过使用OpenGL或其他图形库,我们可以创建基本的几何体,如立方体、球体和圆柱体,并进行变换操作,如平移、旋转和缩放。
这些基本操作为后续的图形处理和渲染打下了基础。
2. 光照和着色光照和着色是图形学中重要的概念。
我们学习了不同的光照模型,如环境光、漫反射和镜面反射,并了解了如何在三维场景中模拟光照效果。
通过设置材质属性和光源参数,我们可以实现逼真的光照效果,使物体看起来更加真实。
3. 纹理映射纹理映射是一种将二维图像映射到三维物体表面的技术。
通过将纹理图像与物体的顶点坐标相对应,我们可以实现更加细致的渲染效果。
在实验中,我们学习了纹理坐标的计算和纹理映射的应用,使物体表面呈现出具有纹理和细节的效果。
4. 动画和交互动画和交互是计算机图形学的重要应用领域。
在实验中,我们学习了基本的动画原理和算法,如关键帧动画和插值技术。
通过设置动画参数和交互控制,我们可以实现物体的平滑移动和变形效果,提升用户体验。
三、实验过程在实验过程中,我们首先熟悉了图形库的使用和基本的编程技巧。
然后,我们按照实验指导书的要求,逐步完成了三维图形建模、光照和着色、纹理映射以及动画和交互等任务。
在实验过程中,我们遇到了许多挑战和问题,但通过不断的尝试和调试,最终成功实现了预期的效果。
四、实验结果通过实验,我们成功实现了三维图形的建模、渲染和动画效果。
我们可以通过键盘和鼠标控制物体的移动和变形,同时观察到真实的光照效果和纹理映射效果。
计算机图形学基础 opengl版 第2版pdf
计算机图形学基础 OpenGL版第2版PDF1. 简介《计算机图形学基础 OpenGL版》是一本介绍计算机图形学基本概念和OpenGL编程的经典教材。
本文档主要介绍第2版PDF版本的特点和内容。
本文档采用Markdown文本格式,方便阅读和编辑。
2. 第2版PDF版本特点2.1 更新内容与第1版相比,第2版PDF版本进行了一些更新和改进。
主要更新内容包括:•补充了最新的OpenGL版本特性和扩展。
•增加了更多的示例代码和案例分析,帮助读者更好地理解和应用OpenGL编程。
•修正了第1版中的一些错误和不准确的描述。
•优化了排版和图表插入方式,提升了阅读体验。
2.2 格式选择第2版PDF版本提供了多种格式的下载,以满足读者不同的需求。
可以根据自己的设备和喜好选择合适的格式,包括:•PDF格式:方便在电脑、手机或平板上阅读和打印。
•EPUB格式:适用于电子书阅读器和手机阅读器,支持调整字体、排版等功能。
•HTML格式:可在浏览器中打开,方便在线阅读和搜索。
3. 第2版PDF版本内容概述3.1 理论知识第2版PDF版本对计算机图形学的基本理论进行了全面的介绍。
主要包括以下内容:•图形学基础知识:几何图形、坐标系、变换等基本概念。
•光栅化和插值:介绍了光栅化算法和插值方法,以及它们在绘制图形中的应用。
•颜色和纹理:介绍了颜色模型、纹理映射等相关知识。
•阴影和着色:讨论了光照模型、阴影算法和着色方法等。
•可视化技术:介绍了数据可视化的基本原理和技术。
3.2 OpenGL编程第2版PDF版本详细介绍了使用OpenGL进行图形编程的基本知识和技巧。
具体内容包括:•OpenGL基础:介绍了OpenGL的基本概念、渲染管线和状态管理等。
•OpenGL图元:讲解了OpenGL支持的各种图元类型,并演示了它们的绘制方法和效果。
•OpenGL变换:介绍了OpenGL中的变换操作,包括平移、旋转、缩放等。
•OpenGL光照:讨论了OpenGL中的光照模型、光源设置和材质属性等。
opengl
或:
glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100); glutCreateWindow (“test OpenGL Windows”);
– 前缀 • gl, glu, glut, aux ——该函数属于哪个函数库 – 后缀 • 2,3,4 ——参数的维数 • b,s,l,f,d,ub,us,ui——参数的数据类型 • v ——以数组方式传递参数 – 函数名中的单词首写字母大写
OpenGL函数命名规范
例:
顶点定义函数 glVertex2d, glVertex2f, glVertex2i, glVertex2s, glVertex3d, glVertex3f, glVertex3i, glVertex3s, glVertex4d, glVertex4f, glVertex4i, glVertex4s, glVertex2dv, glVertex2fv, glVertex2iv, glVertex2sv,
far
OpenGL缺省摄像机位置与方向
Y
X Z
OpenGL程序的基本结构 4
• 构造几何物体对象并绘制
使用OpenGL的库函数构造几何物体对象的数学描述, 包括:点、线、面的位置和拓扑关系,几何变换, 光照处理等;
绘图前的准备工作•Fra bibliotek清除当前窗口的内容
- void glClearColor ( red , green , blue , alpha ); 给定当前屏幕的背景设置颜色,red , green , blue , alpha 为RGBA颜色值.
计算机图形学OpenGL(第三版)第二章
const int screenWidth = 640; // width of screen window in pixels const int screenHeight = 480; // height of screen window in pixels GLdouble A, B, C, D; // values used for scaling and shifting void myInit(void) {glClearColor(1.0,1.0,1.0,0.0); // background color is white glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f); // drawing color is black glPointSize(2.0); // a 'dot' is 2 by 2 pixels glMatrixMode(GL_PROJECTION); // set "camera shape" glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0, (GLdouble)screenWidth, 0.0, (GLdouble)screenHeight); A = screenWidth / 4.0; // x方向的缩放量A B = 0.0; //x方向的平移量B C = D = screenHeight / 2.0;// y方向的缩放量C和平移量D } void myDisplay(void) {glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // clear the screen glBegin(GL_POINTS); for(GLdouble x = 0; x < 4.0 ; x += 0.005) { Gldouble func = exp(-x) * cos(2 * 3.14159265 * x); //sx= A * x + B, sy =C * y + D glVertex2d(A * x + B, C * func + D); } glEnd(); glFlush(); // send all output to display }
计算机图形学学习的心得体会
计算机图形学学习的心得体会计算机图形学学习的心得体会对计算机图形学课程学习的心得体会通过一个学期的学习,了解了什么是计算机图形学、什么是图形API、为什么需要计算机图形学以及计算机图形学在各个领域的应用。
计算机图形学是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学,研究的是应用计算机产生图像的所有工作,不管图像是静态的还是动态的,可交互的还是固定的,等等。
图形API是允许程序员开发包含交互式计算机图形操作的应用而不需要关注图形操作细节或任务系统细节的工具集。
计算机图形学有着广泛的应用领域,包括物理、航天、电影、电视、游戏、艺术、广告、通信、天气预报等几乎所有领域都用到了计算机图形学的知识,这些领域通过计算机图形学将几何模型生成图像,将问题可视化从而为各领域更好的服务。
计算机图形学利用计算机产生让人赏心悦目的视觉效果,必须建立描述图形的几何模型还有光照模型,再加上视角、颜色、纹理等属性,再经过模型变换、视图变换、投影操作等,通过这些步骤从而实现一个完整的OpenGL程序效果。
OpenGL是一个开放的三维图形软件包,它独立于窗口系统和操作系统,以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植。
计算机图形学通过应用OpenGL的功能,使得生成的图形效果具有高度真实感。
学习计算机图形学的重点是掌握OpenGL在图形学程序中的使用方法。
21世纪是信息的时代,在日新月异的科技更新中相信计算机会发挥越来越重要的作用,计算机图形学也会在更多的领域所应用,虽然我国在这方面还比较薄弱,但相信会有越来越好的时候的。
扩展阅读:计算机图形学学习心得体会计算机图形学学习心得体会计算机科学与技术与技术班学号:1.计算机图形学计算机图形学(ComputerGraphics,简称CG),狭义上是一种研究基于物理定律、经验方法以及认知原理,使用各种数学算法处理二维或三维图形数据,生成可在计算机等显示设备上显示的可视化数据的科学。
opengl相关3点成面和4点成面的原理
opengl相关3点成面和4点成面的原理OpenGL是一个图形API,用于渲染2D和3D图形,在计算机图形学中扮演了至关重要的角色。
其中,OpenGL通过使用各种原理来绘制3D图形中的点成面和4个点成面。
在绘制3D图形中,通常使用三角形作为基本的多边形单元,因为三角形是计算起来相对简单的形状,可以描述各种形状的表面。
OpenGL中使用的点成面和4个点成面的原理与绘制三角形的原理类似,只是多了一个顶点,从而形成四边形。
在OpenGL中,通过顶点数组来描述要绘制的形状。
顶点数组是一个包含顶点坐标的一维数组。
对于点成面来说,我们需要至少3个顶点来描述一个三角形,这些顶点构成了一个顶点数组。
对于4个点成面来说,我们需要至少4个顶点来描述一个四边形。
绘制点成面和4个点成面的步骤如下:1. 创建OpenGL上下文和窗口在使用OpenGL之前,首先需要创建一个OpenGL上下文和窗口。
这可以通过使用OpenGL库提供的函数来完成。
创建OpenGL上下文和窗口后,就可以在窗口中进行图形绘制了。
2.声明顶点数组和缓冲区在绘制图形之前,需要声明顶点数组和缓冲区。
顶点数组是一个包含顶点坐标的一维数组,而缓冲区用于存储顶点数据。
在声明顶点数组和缓冲区之后,就可以将顶点数据存储到缓冲区中。
3.设置顶点着色器和片段着色器在OpenGL中,顶点着色器和片段着色器用于处理绘制过程中的顶点和像素。
顶点着色器用于对顶点进行变换和计算,而片段着色器用于对像素进行着色。
设置顶点着色器和片段着色器后,就可以在绘制过程中使用它们。
4.绘制点成面和4个点成面在完成上述准备工作后,就可以开始绘制点成面和4个点成面了。
- 绑定顶点数组和缓冲区:使用OpenGL提供的函数将顶点数组和缓冲区绑定到OpenGL上下文。
- 设置顶点属性指针:使用OpenGL提供的函数告诉OpenGL如何解析顶点数组中的顶点数据。
顶点属性指针包括顶点位置、顶点颜色等属性。
opengl教程
opengl教程OpenGL是一种图形编程接口,常用于计算机图形学和游戏开发。
本文将介绍OpenGL的基本概念、功能和使用方法。
首先,OpenGL是一种跨平台的图形编程接口,可以在不同操作系统和硬件上运行。
它是一个开放标准,由Khronos Group维护和发展,因此可以在各种平台上使用,如Windows、MacOS、Linux等。
OpenGL的核心是图形渲染管线。
图形渲染管线是指一系列的图形处理阶段,用于将3D图形数据转化为2D图像。
这些阶段包括几何处理、光栅化、片元处理等。
每个阶段都包含了一些特定的操作和功能,通过这些操作和功能,我们可以实现各种不同的图形效果和渲染技术。
在使用OpenGL之前,需要初始化OpenGL的上下文,并创建一个OpenGL窗口。
通过OpenGL的API(Application Programming Interface),我们可以控制各个渲染阶段的操作和参数。
例如,我们可以设置物体的位置、颜色、纹理等属性,还可以控制光照、深度测试等渲染参数。
OpenGL还提供了一些基本的几何图形绘制函数,如绘制点、线段、三角形等。
通过这些函数,我们可以绘制各种基本的几何图形。
此外,OpenGL还支持纹理映射、着色器编程等高级渲染技术,可以实现更加复杂的视觉效果。
在OpenGL中,最常用的是顶点数组和顶点缓冲对象。
顶点数组用于存储顶点的位置、颜色、纹理坐标等属性,而顶点缓冲对象用于管理顶点数组的内存。
通过顶点数组和顶点缓冲对象,我们可以高效地传输大量的顶点数据到显存,并在图形渲染管线中使用。
除了基本的图形绘制,OpenGL还支持一些高级的渲染技术,如光照、阴影、深度测试等。
这些技术可以让我们实现更加逼真和真实感的图形效果。
例如,通过光照技术,我们可以模拟不同光源的光照效果,使物体看起来更加立体和有质感。
而深度测试可以确保正确的渲染顺序,使得物体之间的遮挡关系得到正确的呈现。
总结一下,OpenGL是一种功能丰富且强大的图形编程接口。
计算机图形学基础OpenGL
计算机图形学基础OpenGL1. 使用OpenGL在屏幕上画一条直线,其中端点的坐标分别是(2,3)和(6,9)。
答案:glBegin(GL_LINES);glVertex2f(2,3);glVertex2f(6,9);glEnd(;2. 如何使用OpenGL把一个三角形绘制在屏幕上,其三个顶点的坐标分别是(1,3)、(6,7)和(9,6)?答案:glBegin(GL_TRIANGLES);glVertex2f(1,3);glVertex2f(6,7);glVertex2f(9,6);glEnd(;3. 如何使用OpenGL在屏幕上绘制一个正方形,正方形的中心点坐标为(4,6),边长为5?答案:glBegin(GL_QUADS);glVertex2f(4-2.5, 6+2.5);glVertex2f(4+2.5, 6+2.5);glVertex2f(4+2.5, 6-2.5);glVertex2f(4-2.5, 6-2.5);glEnd(;4. 如何使用OpenGL在屏幕上绘制一个圆,圆心坐标为(7,3),半径为4?答案:glBegin(GL_POLYGON);int i;for(i=0;i<360;i++)glVertex2f(7+4*cos(i*PI/180.0f),3+4*sin(i*PI/180.0f));}glEnd(;5. 如何使用OpenGL在屏幕上绘制一个贝塞尔曲线,其中(1,2)、(3,4)、(5,6)、(7,7)是控制点?答案:GLfloat points[4][2] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}, {7,7}};glMap1f(GL_MAP1_VERTEX_3, 0.0, 1.0, 3, 4, &points[0][0]);glEnable(GL_MAP1_VERTEX_3);glBegin(GL_LINE_STRIP);int i;for (i=0;i<=30;i++)glEvalCoord1f((GLfloat) i/30.0f);glEnd(;6. 如何使用OpenGL实现2D矢量图形的缩放操作,指定缩放中心点为(-2,4),缩放比例为1.3?答案:glTranslatef(-2,4,0);。
计算机图形学编程(使用OpenGL和C )
读书笔记模板
01 思维导图
03 读书笔记 05 作者介绍
目录
02 内容摘要 04 目录分析 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
图形学
计算机
矩阵
附录
模型
基础
程序
编程
图形
编程 参考资料
库
计算机
习题
对象
第章
细节
纹理
图元
内容摘要
内容摘要
本书以C++和OpenGL作为工具,教授计算机图形学编程。全书共14章和3个附录。首先从图形编程的基础和准 备工作开始,依次介绍了OpenGL图像管线、图形编程数学基础、管理3D图形数据、纹理贴图、3D模型、光照、阴 影、天空和背景、增强表面细节、参数曲面、曲面细分、几何着色器,以及其他相关的图形编程技术。附录分别 介绍了Windows、macOS平台上的安装设置,以及Nsight图形调试器的应用。本书每章最后配备了不同形式的习 题,供读者巩固所学知识。本书适合作为高等院校计算机科学专业的计算机图形编程课程的教材或辅导书,也适 合对计算机图形编程感兴趣的读者自学。
B.1安装库和开发 环境
参考资料
C.1关于 NVIDIANsight
C.2设置Nsight
C.3在Nsight中运行 C++/OpenGL应用程 序
参考资料
作者介绍
同名作者介绍
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精彩摘录
精彩摘录
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opengl用法
opengl用法OpenGL(Open Graphics Library)是一种用于图形渲染的跨平台编程接口,它提供了一组函数和命令,用于创建和操作2D、3D图形。
OpenGL被广泛应用于计算机图形学、游戏开发、虚拟现实和科学可视化等领域,具有强大的图形处理能力和灵活性。
一、OpenGL的基本概念OpenGL使用一种状态机的方式来管理和调用图形渲染的函数。
在开始使用OpenGL之前,我们需要了解一些基本概念和术语。
1. 坐标系:OpenGL使用右手坐标系,其中x轴向右延伸,y轴向上延伸,z轴指向观察者。
2. 顶点:顶点是构成图形的基本元素,它们包含位置、颜色和纹理坐标等信息。
3. 三角形:OpenGL最基本的图形是三角形。
通过连接三个顶点,可以构成一个平面上的三角形。
4. 缓冲区对象:OpenGL使用缓冲区来存储顶点数据、纹理数据等。
通过绑定缓冲区对象,我们可以将数据发送到显卡中进行处理。
5. 着色器(Shader):着色器是OpenGL中用于将顶点数据转换为屏幕上可见像素的程序。
二、OpenGL的基本用法下面我们将介绍一些常用的OpenGL函数,以帮助你了解如何使用OpenGL进行图形渲染。
1. 初始化OpenGL环境在开始渲染之前,我们首先需要初始化OpenGL环境。
通过调用glutInit函数和glutCreateWindow函数,可以创建一个OpenGL窗口。
2. 设置视口设置视口是指确定OpenGL窗口中要渲染的区域。
通过调用glViewport函数,我们可以指定视口的位置、宽度和高度。
3. 设置投影矩阵投影矩阵用于将三维坐标转换为二维坐标。
通过调用glMatrixMode和glOrtho函数,我们可以设置投影矩阵的类型和具体数值。
4. 绘制图形在设置好渲染环境后,我们可以开始绘制图形。
通过调用glBegin和glEnd函数,我们可以定义一个形状(如三角形或四边形)并填充颜色、添加纹理等。
计算机图形学OpenGL(第三版)课件
REPORTING
• 计算机图形学概述 • OpenGL基础知识 • 3D图形绘制 • 动画与交互 • 高级技术与应用 • 案例与实践
目录
PART 01
计算机图形学概述
REPORTING
计算机图形学的定义与分类
计算机图形学是一门研究计算机生成 和操作图形的科学,它通过数学算法 和计算机程序实现二维和三维图形的 生成、渲染和交互。
虚拟现实中的图形渲染技术
3D场景构建
利用OpenGL的3D图形渲染能力,构建逼真的虚拟现实场景,提供 沉浸式的体验。
实时交互与动态渲染
在虚拟现实中实现实时交互,如人物移动、视角变换等,同时根据 用户行为动态调整渲染效果,提高虚拟现实的真实感和沉浸感。
虚拟现实应用开发
结合OpenGL技术,开发各种虚拟现实应用,如虚拟旅游、虚拟展览 、虚拟教育等,拓展虚拟现实技术的应用领域。
OpenGL库(如GLUT或GLEW )。
对于Linux系统,需要安装 OpenGL库(如GLUT或SDL) 和相应的编译器。
开发者还需要了解如何配置项 目以包含OpenGL头文件和链 接OpenGL库。
OpenGL基本操作
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初始化OpenGL 上下文
绘制基本图形
变换和投影
光照和材质
纹理映射
创建窗口,设置窗口回调 函数,创建渲染上下文等 。
使用OpenGL提供的函数绘 制点、线、多边形等基本 图形。
理解并使用平移、旋转、 缩放等变换以及投影矩阵 。
设置光源、材质属性以及 光照模型。
加载和绑定纹理,对几何 图形进行纹理映射。
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<库前缀><根命令><可选的参数个数><可选的参数类型>
例如函数glColor3f(…),gl表示这个函数来自库 gl.h,color表示该函数用于颜色设定,3f表示这个 函数采用了三个浮点数参数。
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6、OpenGL中的颜色
在OpenGL中,一种颜色用红、绿、蓝成分的混合来 表示,每种成分的值范围是0.0到1.0 。
– Heidi主要应用于CAD和CAM技术中,如 AutoCAD、3D Studio以及3DS MAX。
– Heidi是专业性强的软件包,在CAD和CAM 领域应用比较广泛,在其它领域如多媒体或 游戏软件中应用较少。
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一、图形软件包
• 3、OpenGL
– OpenGL是以SGI公司为首,联合IBM、Intel 等8家公司共同制定的3D图形标准。
第一步,选择一个编译环境,如VC++ 第二步,安装GLUT工具包 第三步,建立一个OpenGL工程 第四步,编译连接 第五步,执行程序
OpenGL初步编程
OpenGL库和头文件:
动态库:opengl32.dll glu32.dll glut32.dll 放入 windows\system32目录下
• #include <GL/glut.h> // glut.h includes gl.h and glu.h
• void display() { • ... •}
• void init() { • ... •}
void display() {
glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT); // Clear the frame buffer
glColor3f( 0.0, 1.0, 0.0); // Set current color to green
glBegin( GL_POLYGON); the triangle
glVertex2f( -0.7, -0.7); glVertex2f( 0.7, -0.7); glVertex2f( 0, 0.7);
– void glTranslate{f,d}(TYPE x, TYPE y, TYPE z);
• 函数功能:对局部坐标系进行平移。 • 输入参数:在坐标轴方向的平移量x,y和z。 • 输出参数:无 • 返回值:无
– void glScale{f,d}(TYPE x, TYPE y, TYPE z);
Main.c
• #include <GL/glut.h> • main(int argc 这自动包含了gl.h • int argc, char** argv) •{ • glutInit(&argc,argv); • glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLU
T_RGB); • glutInitWindowSize(500,500); • glutInitWindowPosition(0,0);
• 函数功能:定义附加裁剪平面。 • 输入参数: 参数plane表示裁剪平面索引号
GL_CLIP_PLANEi (i取0到到 GL_MAX_CLIP_PLANES-1 之间的整数), 参数 equation表示三维平面方程Ax+By+Cz+D=0的系 数A,B,C和D构成的数组。 • 输出参数:无 • 返回值:无
– 辅助库
• 提供窗口管理函数、事件处理函数和简单模型制作函数。 这些函数以“aux”为前缀。
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二、用VC++编写OpenGL程序
• 2、帧缓存
– 在OpenGL中,帧缓存由颜色缓存、深度缓 存、模板缓存和累积缓存组成。
• 颜色缓存:用于存储每个像素点的颜色,包括左 前、(左后、右前、右后)和辅助颜色缓存。
静态库:opengl32.lib glu32.lib glut32.lib放入VC安 装目录的LIB目录下
头文件:gl.h glu.h glut.h放入VC安装目录的 Include\GL文件夹下
程序结构
•绝大多数OpenGL程序具有类似的结构, 包含下 述函数 ➢main(): ➢定义回调函数 ➢打开一个或多个具有指定属性的窗口 ➢进入事件循环(最后一条可执行语句) ➢init(): 设置状态变量 ➢视图
– void glEnd(void);
• 函数功能:定义图元,图元顶点序列结束。 • 输入:无 • 输出:无 • 返回值:无
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四、图元绘制
• 2、画点
– void glPointSize(GLfloat size);
• 深度缓存:用于存储每个像素点的深度值。 • 模板缓存:用于将作图限制在屏幕中的某些部分。 • 累积缓存:在RGBA模式中,用于将一系列图像
累加成一幅图像。
• 3、建立OpenGL控制台应用程序(.NET)
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• (4)OpenGL实用程序工具包(OpenGL utility toolkit,GLUT):glut
数据类型 黑 红 绿 黄 紫 青 深灰
红色成分 0.0 1.0 0.0 1.0 1.0 0.0 0.25
绿色成分 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 1.0 0.25
蓝色成分 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.25
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OpenGL初步编程
在Windows下开发和创建一个OpenGL程 序的基本步骤:
– void glOrtho2D(GLdouble left, GLdouble right, GLdouble bottom, GLdouble top);
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三、图形变换
– 正射投影
top far
left right
view direction bottom
near
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三、图形变换
– 正射投影矩阵
三、图形变换
• 1、投影
– void glOrtho(GLdouble left, GLdouble right, GLdouble bottom, GLdouble top, GLdouble zNear, GLdouble zFar);
• 函功能:用一个正射投影矩阵右乘当前投影矩 阵。
• 输入参数:裁剪面left,right,bottom,top,zNear,zFar。 • 输出参数:无 • 返回值:无
• Windows专用函数
• API
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4、OpenGL中的数据类型
数据类型
GLbyte GLshort GLint,GLsizei GLfloat,GLclampf GLdouble,GLclampd GLubyte,GLboolean GLshort GLuint,GLenum, GLbitfield
内部表示法 8位整数 16位整数 32位整数 32位浮点数 64位浮点数 8位无符号整数 16位无符号整数 32位无符号整数
定义为C类型 signed char short long float double unsigned char unsigned short unsigned long
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5、函数命名约定 OpenGL函数都遵循一个命名约定,即采用以下格式
计算机图形学OpenGL总结
主讲人:桂进斌
1
• 参考书
– 1、OpenGL编程指南(第八版),Dave Shreiner 等(李军等译),机械工业出版社,2014年。
– 2、计算机图形学(第四版),Donald Hearn,电 子工业出版社,2014年。
2
学习内容
• 1、图形软件包 • 2、用VC++编写OpenGL程序 • 3、图形变换 • 4、图元绘制 • 5、颜色和光照 • 6、混合、反走样和雾化 • 7、显示列表、位图和图像 • 8、纹理映射 • 9、复杂图形绘制
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三、图形变换
• 4、几何变换
– void glRotate{f,d}(TYPE angle, TYPE x, TYPE y, TYPE z);
• 函数功能:对局部坐标系进行旋转。 • 输入参数:旋转角度angle,旋转轴方向矢量(x,y,z)。 • 输出参数:无 • 返回值:无
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三、图形变换
– OpenGL与硬件无关、独立于操作系统、支 持网络运行。
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二、用VC++编写OpenGL程序
• 1、OpenGL函数库
– 基本库
• 基本库是OpenGL的核心函数库。所有OpenGL操作都可用 这些函数来实现。可以在平台之间移植。这些函数以“gl” 为前缀。
– 实用库
• 实用库建立在基本库的基础之上,目的是为了减轻使用者 的编程负担。这些函数以“glu”为前缀。
• 函数功能:对局部坐标系进行缩放。 • 输入参数:在坐标轴方向的缩放量x,y和z。 • 输出参数:无 • 返回值:无
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四、图元绘制
• 1、图元定义
– void glBegin(GLenun mode);
• 函数功能:定义图元,图元顶点序列开始。 • 输入:图元类型 • 输出:无 • 返回值:无
• 函数功能:在窗口中定义一个视区。 • 输入参数:视区左下角坐标(x,y),视区的宽width,
视区的高height。 • 输出参数:无 • 返回值:无
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三、图形变换
• 3、裁剪变换
– void glClipPlane(GLenum plane,const GLdouble *equation);
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三、图形变换
– void gluPerspective(GLdouble fovy, GLdouble aspect, GLdouble zNear, GLdouble zFar);
• 函数功能:设置一个透视投影矩阵。 • 输入参数:视域的角度fovy,视域宽与高的比率,