使用open GL在繪制球體的基礎(chǔ)上增加光照和材質(zhì)設(shè)置

1、 （計(jì)算機(jī)圖形學(xué)）實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱 使用open GL在繪制球體的基礎(chǔ)上增加光照和材質(zhì)設(shè)置 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 年 月 日專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 成 績(jī) 教師評(píng)語(yǔ)： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解并學(xué)習(xí)open GL的編程；2、 掌握在open GL生成圖形的基本思想和基本步驟；3、 使用open GL具體生成簡(jiǎn)單的三維立體圖形；4、 在生成的三維立體的圖形上面增加光照和材質(zhì)的設(shè)置。二、 實(shí)驗(yàn)原理在上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)繪制出來的球體進(jìn)行光照和材質(zhì)的設(shè)置使其看起來更有立體感，其中對(duì)我們有以下幾條要求：1、理解環(huán)境光，漫反射光和鏡面反射光的光照模型2、理解phong光照模型，熟練掌握opengl中設(shè)置光照

2、的方法3、掌握材質(zhì)的設(shè)置方式一.材質(zhì)的指定 材質(zhì)和燈光一樣有三種屬性：環(huán)境屬性，漫反射屬性和鏡面反射屬性，這些屬性確定了材質(zhì)反射燈光的多少。 設(shè)置材質(zhì)和設(shè)置光照很相似，設(shè)置材質(zhì)的函數(shù)是glMaterial*()glMaterialifv(face, pname, value)face :指明對(duì)物體的哪些面進(jìn)行材質(zhì)設(shè)置GL_FRONT GL_BACK GL_FRONT_AND_BACKPname：要設(shè)置的材質(zhì)屬性GL_AMBIENT 設(shè)置材料的環(huán)境顏色GL_DIFFUSE 設(shè)置材料的漫反射顏色GL_SPECULAR 設(shè)置材料的鏡面反射顏色GL_AMIBIENT_AND_DIFFUSE 設(shè)置材料的

3、環(huán)境和漫反射顏色GL_SHININESS 設(shè)置鏡面指數(shù)GL_EMISSION 設(shè)置材料的發(fā)散顏色GL_COLOR_INDEXES 設(shè)置環(huán)境，漫反射和鏡面反射的顏色索引1.通常，GL_AMBIENT 和GL_DIFFUSE 都取相同的值，可以達(dá)到比較真實(shí)的效果。使用GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE 可以同時(shí)設(shè)置 GL_AMBIENT 和 GL_DIFFUSE屬性。2.GL_SHININESS屬性。該屬性只有一個(gè)值，稱為“鏡面指數(shù)”，取值范圍是 0到128。該值越小，表示材質(zhì)越粗糙，點(diǎn)光源發(fā)射的光線照射到上面，也可以產(chǎn)生較大的亮點(diǎn)。該值越大，表示材質(zhì)越類似于鏡面，光源照射到上面后，產(chǎn)生

4、較小的亮點(diǎn)。 3.GL_EMISSION 屬性。該屬性由四個(gè)值組成，表示一種顏色。OpenGL認(rèn)為該材質(zhì)本身就微微的向外發(fā)射光線，以至于眼睛感覺到它有這樣的顏色，但這光線又比較微弱，以至于不會(huì)影響到其它物體的顏色。 4.GL_COLOR_INDEXES 屬性。該屬性僅在顏色索引模式下使用，由于顏色索引模式下的光照比 RGBA 模式要復(fù)雜，并且使用范圍較小，不做討論。三、 實(shí)驗(yàn)詳細(xì)操作過程(附實(shí)驗(yàn)代碼)1、創(chuàng)建一個(gè)Win32 Console Application應(yīng)用程序。在下一步中選擇A “Hello,World!” application。如下圖2、鏈接OpenGL libraries。在V

5、isual C+中先單擊Project再單擊Settings再找到 Link單擊，最后在Object/library modules 的最前面加上opengl32.lib, glu32.lib, glut32.lib。3、系統(tǒng)中需要增加三個(gè)文件，分別是glut.h，glut32.lib和glut32.dll。 glut.h放在C:Microsoft Visual StudioVC98ATLInclude glut32.lib放在C:Microsoft Visual StudioVC98Lib glut32.dll放在C:WINDOWSsystem32 最后就是直接創(chuàng)建一個(gè)C+源程序，輸入要繪制

6、的圖形的代碼，本實(shí)驗(yàn)的代碼具體如下：/#include stdafx.h#include stdlib.h#include gl/glut.h#includetypedef float point3;/* initial tetrahedron */point v=0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0., -0.33333,-0., -0., -0., 0., -0., -0.;static GLfloat theta = 0.0,0.0,0.0;int n;int mode;void triangle( point a, point b, point c)/* display one

7、triangle using a line loop for wire frame, a singlenormal for constant shading, or three normals for interpolative shading */ if (mode=0)glBegin(GL_LINE_LOOP); elseglBegin(GL_POLYGON); if(mode=1) glNormal3fv(a); if(mode=2) glNormal3fv(a); glVertex3fv(a); if(mode=2) glNormal3fv(b); glVertex3fv(b); if

8、(mode=2) glNormal3fv(c); glVertex3fv(c); glEnd();void normal(point p)/* normalize a vector */ float d =0.0; int i; for(i=0; i0.0) for(i=0; i0) for(j=0; j3; j+) v1j=aj+bj; normal(v1); for(j=0; j3; j+) v2j=aj+cj; normal(v2); for(j=0; j3; j+) v3j=bj+cj; normal(v3); divide_triangle(a, v1, v2, m-1); divi

9、de_triangle(c, v2, v3, m-1); divide_triangle(b, v3, v1, m-1); divide_triangle(v1, v3, v2, m-1); else(triangle(a,b,c); /* draw triangle at end of recursion */void tetrahedron(int m)/* apply triangle subdivision to faces of tetrahedron */ divide_triangle(v0, v1, v2, m); divide_triangle(v3, v2, v1, m);

10、 divide_triangle(v0, v3, v1, m); divide_triangle(v0, v2, v3, m);void display(void)/* Displays all three modes, side by side */ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glLoadIdentity(); mode=0; tetrahedron(n); mode=1; glTranslatef(-2.0, 0.0,0.0); tetrahedron(n); mode=2; glTranslatef(4.0,

11、0.0,0.0); tetrahedron(n); glFlush();void myReshape(int w, int h) glViewport(0, 0, w, h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); if (w = h) glOrtho(-4.0, 4.0, -4.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w, 4.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w, -10.0, 10.0); else glOrtho(-4.0 * (GLfloat) w / (GLfloat) h, 4.0 *

12、(GLfloat) w / (GLfloat) h, -4.0, 4.0, -10.0, 10.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); display();void myinit() GLfloat mat_specular=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat mat_diffuse=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat mat_ambient=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat mat_shininess=100.0; GLfloat light_ambient=0.0, 0.0, 0.0, 1.0; GLfl

13、oat light_diffuse=1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat light_specular=1.0, 1.0, 1.0, 1.0;/* set up ambient, diffuse, and specular components for light 0 */ /* glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular); g

14、lMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, mat_ambient); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);*/ glShadeModel(GL_SMOOTH); /* enable smooth shading */ glEnable(GL_LIGHTING); /* enable lighting */

15、glEnable(GL_LIGHT0); /* enable light 0 */ glEnable(GL_DEPTH_TEST); /* enable z buffer */ glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 1.0); glColor3f (0.0, 0.0, 0.0);void main(int argc, char *argv) n=5;/atoi(argv1); glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH); glutInitWindowSize(500, 500); glutCreateWindow(sphere); myinit(); glutReshapeFunc(myReshape); glutDisplayFunc(display); glutMainLoop();實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與總結(jié)總結(jié)：經(jīng)過本次實(shí)驗(yàn)我了