实验四 OpenGL的简单动画与交互.doc

1、实验四 OpenGL 的简单动画与交互一、实验目的1、学会 OpenGL 的简单键盘交互操作。2、掌握 OpenGL 鼠标交互功能及其简单应用。3、掌握 OpenGL 的闲置函数与简单动画。4、掌握反走样思想和算法。二、实验内容与要求1、在实验一（画矩形）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 3-1。参考步骤如下：（1）在主函数里添加键盘注册回调函数glutKeyboardFunc(mykeyboard);此函数可放在 glutDisplayFunc(display);后面。（2）在 display()绘制函数中修改绘

2、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);（3）在程序中增加 mykeyboard 键盘子函数，并在如下代码中进行修改，实现键盘控制矩形移动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break;case S:case s:/矩形对角坐标变量修改使得矩形下移break;case A:case a:/矩形对角坐标变量修改使得矩形左移break;case D:ca

3、se d:/矩形对角坐标变量修改使得矩形右移break; /参数修改后调用重画函数，屏幕图形将发生改变glutPostRedisplay(); 2、闲置函数的使用与简单动画。旋转的六边形，如图 3-3 所示阅读 OpenGL 旋转的六边形样本框架程序 rotate-polygon.cpp，分析程序的实现步骤：/样本程序： 旋转的六边形#include #include #define PI 3.14159 /设置圆周率int n=6, R=10; /多边形变数，外接圆半径float theta=0.0; /旋转初始角度值void Keyboard(unsigned char key, int

4、x, int y);void Display(void);void Reshape(int w, int h);void myidle();void main(int argc, char* argv) glutInit( /初始化GLUT库；glutInitWindowSize(700,700); /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(“A Rotating Square“); / 创建显示窗口glutDisplayFunc(Display); /注册显示回调

5、函数glutReshapeFunc(Reshape); /注册窗口改变回调函数glutIdleFunc(myidle); /注册闲置回调函数glutMainLoop(); /进入事件处理循环void Display(void)glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(1.0,0,0); /设置红色绘图颜色glBegin(GL_POLYGON); /开始绘制六边形for (int i=0;i=2*PI) theta-=2*PI;glutPostRedisplay(); /重画，相当于重新调用Display(),改编后的变量得以传给绘制函数void Reshap

6、e(GLsizei w,GLsizei h)glMatrixMode(GL_PROJECTION); /投影矩阵模式glLoadIdentity(); /矩阵堆栈清空gluOrtho2D(-1.5*R*w/h,1.5*R*w/h,-1.5*R,1.5*R); /设置裁剪窗口大小glViewport(0,0,w,h); /设置视区大小glMatrixMode(GL_MODELVIEW); /模型矩阵模式 运行该程序，观察旋转动画效果。思考: 如果要调整旋转速度，旋转更快或更慢，应该如何修改程序？图 3-33、鼠标交互。(1) 鼠标画线阅读 OpenGL 鼠标画线程序 draw-lines.cpp

7、，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。如图 3-4 所示。图 3-4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。选做：(2) 鼠标绘制矩形修改鼠标画线程序 draw-lines.cpp，要求：能够实现在绘制窗口用鼠标交互绘制若干矩形，鼠标左键首先按下，

8、确定矩形对角线的起始点，鼠标左键按下同时移动时，看到画矩形过程，鼠标左键松开，确定矩形对角线的另一点，可重复画多个矩形。如图 3-5所示。参考函数：1、注册鼠标按钮响应函数 glutMouseFunc(void(*f)(int button,int state,int x,int y) 该函数在主程序中调用。参数 button:GLUT_LEFT_BUTTON,GLUT_MIDDLE_BUTTON,GLUT_RIGHT_BUTTON参数 state:GLUT_UP,GLUT_DOWNx,y:返回鼠标在窗口的位置(原点在左上角)。2、鼠标按钮响应回调函数mymousebutton(int but

9、ton, int state, int x, int y)3、注册鼠标移动响应函数void glutMotionFunc(void (*f) (int x,int y)该函数在主程序中调用。(x,y)鼠标的位置，原点在左上角4、鼠标移动响应回调函数mymousemotion(int x,int y) 图 3-54、已知画线程序，在主程序中增加初始化子函数 init(); 添加反走样代码和取消抗锯齿代码，使得斜线变光滑。可对比一下反走样效果：按 1 键斜线锯齿(如图 3-6)，按 2 键斜线光滑(如图 3-7)。图 3-6 图 3-7参考函数：反走样代码，点、直线、多边形的抗锯齿：glBlend

10、Func(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);glEnable(GL_BLEND);glEnable(GL_POINT_SMOOTH);glHint(GL_POINT_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);glEnable(GL_LINE_SMOOTH);glHint(GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);glEnable(GL_POLYGON_SMOOTH);glHint(GL_POLYGON_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);取消抗锯齿：glDisable(GL_BLEND);glDisable(GL_LINE_SMOOTH);glDisable(GL_POINT_SMOOTH);glDisable(GL_POLYGON_SMOOTH);选做：5、 程序合成。 要求：将以上 4 个小程序集成在一起，实现：按下数字 1 键：清屏实现显示旋转的六边形按下数字 2 键：清屏实现显示鼠标画线按下数字 3 键：清屏实现显示鼠标绘制矩形提示：1、增加 keyboard()函数，同时在 display()函数中添加switch 语句，实现每个数字键的不同功能。2、记住清空堆栈，否则会对其他的实验结果产生影响。