计算机图形学总结（2D）

女爷i 2022-07-14 15:17 326阅读 0赞

计算机图形学要用到的主要工具就是：OPENGL

# 一：图形编程入门 #

1.窗口的设置

glutInitWindowPosition(int x, int y);//为窗口指定初始位置，窗口左上角在屏幕上的位置为(x,y)，如果不写该函数，默认为(0,0)

glutInitWindowSize(int width, int height); //设置窗口大小，如果不写该函数，表示窗口的大小为默认大小300\*300

glutInitDisplayMode(GLUT\_DOUBLE| GLUT\_RGB); //设置显示模式；

//GLUT\_DOUBLE:双缓冲（绘制图形指令在一个缓冲区完成，速度非常快，在绘图指令完成之后，再通过交换指令把完成的图形即    显示在屏幕上，这样避免了图形的不完整，同时效率很高）

//GLUT\_SINGLE:单缓冲（直接在窗口绘制图形，效率低，如果电脑慢，会出现闪烁）

//GLUT\_DEPTH:窗口使用深度缓存

//一般opnegl绘图都用双缓冲，单缓冲一般只用于显示单独的非动态的图形。

2.背景色的设置

glClearColor(r,g,b,alpha);//设置背景颜色，此函数放在display()中，并且放在glClear(GL\_COLOR\_BUFFRT\_BIT);语句的前面

glClear(GL\_COLOR\_BUFFRT\_BIT);//刷新颜色缓冲区；

3.基本图形的绘制

绘制函数一般放置在清屏语句

glClear(GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT);  //刷新颜色缓冲区；

和刷新语句之间

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；

矩形绘制：glRectf(x1,y1,x2,y2);//画矩形，x1,y1和x2,y2分别为矩形对角线顶点坐标

绘制直线：

glBegin(GL\_LINES);//画线命令，x1,y1和x2,y2分别为直线段端点坐标

glVertex2f(x1,y1);

glVertex2f(x2,y2);

glEnd();

画三角形：

glBegin(GL\_TRIANGLES);//画三角形命令，x1,y1，x2,y2和x3,y3分别为三角形顶点坐标

glVertex2f(x1,y1);

glVertex2f(x2,y2);

glVertex2f(x3,y3);

glEnd();

点绘制：

glPointSize(2.0)  //点的大小设置

glBegin(GL\_POINTS);

glColor3f(1.0,1.0,1.0);//分别设置不同的颜色

glVertex2f(-0.5,-0.5);

glColor3f(1.0,0.0,1.0);

glVertex2f(-0.5,0.5);

glEnd()

直线/三角形/四边形绘制：

glLineWidth(2.0);

glBegin(GL\_LINES);

glBegin(GL\_LINE\_STRIP);

glBegin(GL\_LINE\_LOOP);

glBegin(GL\_TRIANGLES);

glBegin(GL\_TRIANGLE\_STRIP);

glBegin(GL\_TRIANGLE\_FAN);

glBegin(GL\_QUADS);

glBegin(GL\_TRIANGLE\_STRIP);

glEnd();

多边形：

glBegin(GL\_POLYGON);

glVertex2f(-0.5,0.5);

glVertex2f(-0.5,-0.5);

glColor3f(1.0,1.0,1.0);

glVertex2f(0,-0.5);

glColor3f(1.0,1.0,0.0);

glVertex2f(0.5,-0.5);

glVertex2f(0.5,0.5);

glEnd();

圆盘绘制：

GLUquadricObj \*disk; //定义二次曲面对象

disk=gluNewQuadric(); //生成二次去面对像

gluDisk(disk,0.8,1,50,50); //内径0.8，外径1，盘心在原点

球的绘制：

glutSolidSphere(1,80,80); //半径为1的球，球心在原点

绘图色的设置：

glColor3f(r,g,b);//设置绘图色r,g,b,取值范围：\[0,1\]，可以为浮点数。如果想单独为某个图形指定颜色就要放在glBegin()和glEnd()之间

# 二：OPENGL简单的动画 #

1.在display函数中 添加

多边形模式设置语句：

glPolygonMode(GL\_FRONT\_AND\_BACK,GL\_LINE);// 线框模式 GL\_FRONT:设置正面模式 GL\_BACK:设置反面模式       GL\_FRONT\_AND\_BACK：设置正反面的模式

glPolygonMode(GL\_FRONT\_AND\_BACK, GL\_FILL); //填充模式

glPolygonMode(GL\_FRONT\_AND\_BACK, GL\_POINT); //点模式

2.添加线宽语句：

glLineWidth(2.0); //设置线宽 想要对每个图形分别设置线宽，放在每个图形的glBegin()函数前面即可，值不能设置太大，否则看不出效果

void glutIdleFunc((\*f) (void))//注册闲置响应函数,用于后台处理，当其他的事情处于挂起时，就可以执行函数f,通常利用它可实现简单动画。

glutPostRedisplay(); //重画函数，相当于重新调用Display(),改编后的变量得以传给绘制函数

三：简单的键盘交互

1.在主函数里添加键盘注册回调函数

glutKeyboardFunc(mykeyboard);//mykeyboard函数是自己定义的函数

此函数可放在 glutDisplayFunc(display);后面。

2.在main函数里添加注册窗口变化函数

glutReshapeFunc(myreshape);//myreshape函数自己定义

（放在glutMainLoop()之前）

3.裁剪窗口设置函数：

gluOrtho2D(xwmin,xwmax,ywmin,ywmax);

// xwmin,xwmax,ywmin,ywmax为裁剪窗口在**世界坐标系**的位置，分别为x最小，x最大，y最小，y最大。其实就是绘图的坐标

4.视区设置函数：

glViewport(startx,starty,viewport\_width,viewport\_height);

**绘图区**在**显示窗口中**的**位置**，以**屏幕坐标系**为参考

startx,starty,viewport\_width,viewport\_height分别为绘图区在显示窗口的起点位置， 以及绘图区的宽度和高度

四：鼠标交互

**1.****在主程序注册鼠标响应和鼠标移动子函数**

** ** glutMouseFunc(mymouse);

glutMotionFunc(mymotion)；

**  放在display注册之后和mainloop之前**

**五：图形变换**

1.gltranslatef(x,y,z)//x,y,z分别代表x,y,z方向的**平移量**，对于2D图形，z=0

2、glrotatef(Q,x,y,z)//Q为逆时针方向旋转的角度度数（0~360），（x，y，z）为旋转轴的方向矢量

//（x,y,z）=(0，0，1）时代表沿Z轴方向旋转；（x,y,z）=（1，0，0）代表沿x轴方向旋转

//（x,y,z）=（0，1，0）代表沿y轴方向旋转

//默认绕原点旋转

3、glscalef(x,y,z)//x,y,z分别表示x,y,z方向的**比例因子**。对于2D图形，z=0。比例因子取\-1时，产生对称变换

代码示例：

1.某图形沿水平方向垂直方向分别平移Tx,Ty段距离：

清屏

glMatrixMode(GL\_MODELVIEW);//设置矩阵模式为模型变换模式，表示在世界坐标系下

glLoadIdentity();  //将当前矩阵设置为单位矩阵

glTranslatef(Tx,Ty,0);

DrawSomeShape()；

刷新

2.某图形**绕**任意点**（****cx，cy****）旋转**ALPHA：//如果不是绕原点旋转，就要进行三部曲

清屏

glMatrixMode(GL\_MODELVIEW);//设置矩阵模式为模型变换模式，表示在世界坐标系下

glLoadIdentity();  //将当前矩阵设置为单位矩阵

glTranslatef(**cx**,**cy**,0);  //平移回去

glRotatef(ALPHA,0,0,1); //绕原点旋转ALPHA角度

glTranslatef(**-cx**,**-cy**,0); //平移回原点

DrawSomeShape();

刷新

//总而言之，就两种情况，就是**绕原点**旋转或者**绕任意点**旋转

//而要绕任意点旋转就要进行三部曲，三部曲中的cx，cy就是你所要旋转的点

//如果不进行三部曲，默认情况下就是整个图形绕着原点旋转

//具体是自转还是公转，就要看你所绕的点和你所画的图形的想对位置了

3.某图形**绕**任意点**（****cx，cy****）缩放**Sx,Sy比例因子//如果不是绕原点缩放，也要进行三部曲

清屏

glMatrixMode(GL\_MODELVIEW);//设置矩阵模式为模型变换模式，表示在世界坐标系下

glLoadIdentity();  //将当前矩阵设置为单位矩阵

glTranslatef(**cx**,**cy**,0);   //平移回去

glScalef(Sx,Sy,1);   //绕原点水平缩放系数Sx,垂直缩放系数Sy

glTranslatef(**-cx**,**-cy**,0);  //平移回原点

DrawSomeShape();

刷新

//当需要对单独的图像进行变换的时候，应该把画图函数，转换函数全部都放在glPushMatrix(void)和glPopMatrix(void)之间。

4.void glPushMatrix(void)

功能：把当前操作矩阵压入矩阵堆栈，记住当前所在的位置。

复制活动栈顶的当前矩阵并将其存入第二个栈位置

5.void glPopMatrix(void)

功能：当前操作矩阵出栈，它下面的矩阵作为当前矩阵，返回到以前所在的位置。

破坏栈顶矩阵，栈的第二个矩阵成为当前矩阵。如果要弹出栈顶，栈内至少要有2个矩阵，否则就会出错。

计算机图形学总结（2D）

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