简易天体运动—— sun & earth & moon（计算机图形学）

分手后的思念是犯贱 2022-05-14 12:20 113阅读 0赞

曾经的图形学作业，顺手放上来吧。（手动滑稽

PS：工程下载：[https://download.csdn.net/download/weixin\_41918712/10652828][https_download.csdn.net_download_weixin_41918712_10652828]

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# **一些概念** #

*  OpenGL在光照模拟中将光线分为辐射光、环境光、漫反射光和镜面反射光4 种独立的成分。
 *  OpenGL中，材料的颜色决定于其对入射光中的红、绿、蓝各成分的反射比例。
 *  材料的设置参数中也包括对R、G、B值的设定，但与光照的参数设置相比，两者的含义是不同的。对材料来说， R、G、B值分别对应材料对各种颜色光的反射比例。
 *  与光线的情况相似，材料也具有辐射色、环境色、漫反射色和镜面反射色。为了模拟场景中的发光体，可以设定材料的辐射光特性；而环境色、漫反射色和镜面反射色则反映材料对环境光、漫反射光和镜面反射光的反射系数。

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# **功能描述** #

键盘A & a：地球顺时针自转； 键盘D & d：地球逆时针自转；

键盘S & s：地球顺时针公转； 键盘W & w：地球逆时针公转；

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# **效果图** #

**太阳&地球&月亮 如下图所示：**

![70][]

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# **OpenGL搭建** #

**VS中搭建OpenGL所需的头文件及库文件：**

云盘链接：https://pan.baidu.com/s/1fFsic53et67IjIHdV-eUvg 密码：unyr

**搭建OpenGL所需文件的方法：**  
① 找到并打开Visual Studio的安装目录，比如：  
C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.14.26428

② 打开\\include文件夹，把资源里的“GL”文件夹整个复制到里面。

③ 回到①步骤，再打开lib\\x86，把资源“LIB”文件夹里的5个.lib文件复制到lib文件夹里面。

④ 最后把资源“C盘SysWOW64或system32目录下的文件”文件夹里的两个文件复制到以下目录：  
C:\\Windows\\system32文件夹内（如果你的电脑是32位系统请选这个）  
或‪C:\\Windows\\SysWOW64(64位系统请选这个）

**使用vs插件：**  
① 文件 -- 新建 -- 项目 -- Visual C++ -- 空项目；  
② 项目 -- 管理Nuget程序包 -- 浏览 -- (搜索栏输入)NupenGL；  
③ 选择第一个，安装即可完成配置。

谢谢观看~(手动滑稽

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# **天体源码** #

#include <GL/glut.h>
    #include <stdlib.h>
    
    static int year = 0, day = 0, moon = 0;
    
    void init(void)
    {
    	GLfloat sun_light_position[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f };  //表示光源所在的位置,（X, Y, Z, W）
    	GLfloat sun_light_ambient[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };   //环境光分量
    	GLfloat sun_light_diffuse[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };    //漫反射分量
    	GLfloat sun_light_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };   //镜面反射分量
    	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, sun_light_position); //指定第0号光源的位置 
    	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, sun_light_ambient); //GL_AMBIENT表示各种光线照射到该材质上，
    														 //经过很多次反射后最终遗留在环境中的光线强度（颜色）
    	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, sun_light_diffuse); //漫反射后
    	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, sun_light_specular);//镜面反射后
    	glEnable(GL_LIGHT0); // 激活指定光源，使用第0号光照
    	glEnable(GL_LIGHTING); //激活光照功能
    	glEnable(GL_DEPTH_TEST); //这句是启用深度测试，这样，在后面的物体会被挡着 
    	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
    	glShadeModel(GL_SMOOTH);  //设置光滑着色模型
    }
    
    void display(void) {
    	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清空颜色和深度缓冲
    	glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
    	// 定义太阳的材质并绘制太阳
    	GLfloat sun_mat_ambient[] = { 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f };    //材料环境光颜色
    	GLfloat sun_mat_diffuse[] = { 0.5f, 0.0f, 0.5f, 1.0f };    //材料漫反射光颜色
    	GLfloat sun_mat_specular[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };   //材料镜面反射光颜色
    	GLfloat sun_mat_emission[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };   //材料辐射光颜色
    	GLfloat sun_mat_shininess = 60.0f; // 材料光滑指数
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, sun_mat_ambient); //定义材料的前面采用环境光颜色
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, sun_mat_diffuse); //材料的前面为漫反射光颜色
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, sun_mat_specular); //定义材料的前面为镜面反射光颜色
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, sun_mat_emission); //定义材料的前面辐射光颜色
    	glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, sun_mat_shininess); //材料的前面的光滑指数
    	glPushMatrix();   //a 此处的push是为了表明堆栈当前状态
    	glutSolidSphere(1.0, 20, 16); /* draw sun */     //参数分别是半径、以Z轴上线段为直径分布的圆周线的条数（类似经线）、围绕在Z轴周围的线的条数（类似纬线）
    													 // 定义地球的材质并绘制地球
    	GLfloat earth_mat_ambient[] = { 0.0f, 0.0f, 0.5f, 1.0f };    //材料环境光颜色，偏蓝色
    	GLfloat earth_mat_diffuse[] = { 0.0f, 0.0f, 0.5f, 1.0f };    //材料漫反射光为偏蓝色的光源
    	GLfloat earth_mat_specular[] = { 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f };   //材料镜面反射光为蓝色的光源
    	GLfloat earth_mat_emission[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };    //材料辐射光颜色，白光
    	GLfloat earth_mat_shininess = 30.0f;
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, earth_mat_ambient);
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, earth_mat_diffuse);
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, earth_mat_specular);
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, earth_mat_emission);
    	glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, earth_mat_shininess);
    	glRotatef((GLfloat)year, 0.0, 1.0, 0.0);       //对局部坐标系统进行旋转（局部坐标系统最初与全局坐标系统是一致的），让地球绕太阳旋转
    	glTranslatef(2.0, 0.0, 0.0);                  //把局部坐标系统平移到地球轨道上的一个位置
    	glRotatef((GLfloat)day, 0.0, 1.0, 0.0);       //使局部坐标轴进行旋转，让地球绕局部坐标系统y轴旋转(即绕自身旋转)
    	glutSolidSphere(0.3, 10, 8);    /* draw smaller planet */
    									//自己
    	glPushMatrix();
    	GLfloat moon_mat_ambient[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f, 1.0f };    //材料环境光颜色
    	GLfloat moon_mat_diffuse[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f, 1.0f };    //材料漫反射光
    	GLfloat moon_mat_specular[] = { 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };   //材料镜面反射光
    	GLfloat moon_mat_emission[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };    //材料辐射光颜色，白光
    	GLfloat moon_mat_shininess = 15.0f;
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, moon_mat_ambient);
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moon_mat_diffuse);
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, moon_mat_specular);
    	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, moon_mat_emission);
    	glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, moon_mat_shininess);
    	glRotatef((GLfloat)day, 0.0, 1.0, 0.0);       //对局部坐标系统进行旋转（局部坐标系统最初与全局坐标系统是一致的），让地球绕太阳旋转
    	glTranslatef(0.5, 0.0, 0.0);                  //把局部坐标系统平移到地球轨道上的一个位置
    	glRotatef((GLfloat)day, 0.0, 1.0, 0.0);       //使局部坐标轴进行旋转，让地球绕局部坐标系统y轴旋转(即绕自身旋转)
    	glutSolidSphere(0.1, 8, 7);    /* draw smaller planet */
    	glPopMatrix();
    	//自己
    	//glPopMatrix();          // 这个pop使得堆栈状态回到b状态
    	glPopMatrix();          // 这个pop使得堆栈状态回到a状
    	glutSwapBuffers();    //交换前台和后台缓冲区
    }
    
    void reshape(int w, int h) {
    	glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
    	glMatrixMode(GL_PROJECTION);      //设置投影变换
    	glLoadIdentity();
    	gluPerspective(60.0, (GLfloat)w / (GLfloat)h, 1.0, 20.0);   //设置透视投影，视角大小及宽高比来确定沿视线方向的棱锥，并通过指定近、远剪切面与视点间的距离来截断棱锥，得到取景体。
    																// glOrtho(-3.0, 3.0, -3.0, 3.0, -10, 10);   //设置正交投影，取景体是一个各面均为矩形的六面体。前4个参数是坐标，后两个是距离
    	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);      //设置视图变换
    	glLoadIdentity();
    	gluLookAt(0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
    }
    
    void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
    {
    	switch (key)
    	{
    		case 'd':  //逆时针自转
    		case 'D':
    			day = (day + 10) % 360;
    			moon = (moon + 5) % 360;
    			glutPostRedisplay();   //标记当前窗口需要重新绘制
    			break;
    		case 'a':  //顺时针自转
    		case 'A':
    			day = (day - 10) % 360;
    			glutPostRedisplay();
    			break;
    		case 'w':  //逆时针公转
    		case 'W':
    			year = (year + 5) % 360;
    			day = (day + 10) % 360;
    			moon = (moon + 5) % 360;
    			glutPostRedisplay();
    			break;
    		case 's':  //顺时针公转
    		case 'S':
    			year = (year - 5) % 360;
    			moon = (moon - 10) % 360;
    			glutPostRedisplay();
    			break;
    		case 27:
    			exit(0);
    			break;
    		default:
    			break;
    	}
    }
    
    int main(int argc, char** argv)
    {
    	glutInit(&argc, argv);
    	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
    	glutInitWindowSize(800, 600);
    	glutInitWindowPosition(100, 100);
    	glutCreateWindow("Sun & Earth");
    	init();
    	glutDisplayFunc(display); //设置display函数，当需要进行画图时，这个函数就会被调用 
    	glutReshapeFunc(reshape);  //调用此函数，重新建立用作新渲染画布的矩形区域
    	glutKeyboardFunc(keyboard);  //这个函数是告诉窗口系统，哪一个函数将会被调用来处理普通按键消息
    	glutMainLoop();    //进入 GLUT 消息循环，开始执行程序，显示窗口，并且等待窗口关闭才会返回
    	return 0;
    }

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✎﹏﹏₯㎕《晴天》随记忆一直晃到现在 ...﹍﹍﹍﹍﹍﹍

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