广工图形学实验光照和纹理技术.doc

计算机 学院 计算机科学与技术 专业 班 学号 姓名 协作者 教师评定 实验三 光照和纹理技术1、 实验目的与要求1. 理解并编程实现场景光照和纹理技术；2. 建立实验的场景模型-一个六面体盒子；3. 通过控制光源亮度、位置、方向等特性，实现不同光照效果。要求熟悉OpenGL中光源定义、顶点法向量计算、材质属性设置等函数。4. 掌握OpenGL中二维颜色纹理技术的应用，熟悉OpenGL中相应纹理函数的使用，给六面体盒子贴上纹理。2、 实验方案1. 实验1： 把bmp格式的图片载入，并且转换为纹理。 利用三维坐标，用点确定面的方式，建立六面体。 在六面体的六个面上固定好纹理的载入点，然后载入纹理。 设置六面体旋转，沿X，Y，Z轴旋转。2. 实验2： 在实验1的基础上加上光效果 设置光源亮度，设置方向，设置光源位置，在这里设置光源的位置是360度转动的。 材质属性设置，设置了反光等特性3、 实验结果和数据处理1. 实验1的实验结果: 程序代码如下:#pragma comment(lib, glaux.lib)#include #include GLuint g_texture = 0;GLfloat xrot =0;GLfloat yrot =0;GLfloat zrot =0; / Keep Going/绘制一个立方体int DrawCube(void) glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, g_texture); /使用贴图纹理 glPushMatrix(); /压入变换矩阵 glRotatef(xrot,1.0f,0.0f,0.0f); /旋转矩阵，这里绕x轴旋转。 glRotatef(yrot,0.0f,1.0f,0.0f); /旋转矩阵，这里绕y轴旋转。 glRotatef(zrot,0.0f,0.0f,1.0f); /绕z轴旋转，这里zrot是角度制的度数。 glBegin(GL_QUADS); /启用四边形带绘制模式绘制 / 绘制前面，这里开始确定纹理坐标，然后是确定点的位置 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); / 绘制后面 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); / 上面 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); /底面 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); / 右面 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); / 左面 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glEnd(); glPopMatrix(); /弹出变换矩阵 return 1;void display(void) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); / 清楚颜色数据和深度数据（清屏） glLoadIdentity(); / Reset The View glTranslatef(0.0f,0.0f,-5.0f); DrawCube(); glutSwapBuffers(); /交换缓冲区。显示图形/载入一个.bmp格式的贴图纹理int LoadGLTextures(GLuint& unTexture, const char* chFileName) AUX_RGBImageRec *TextureImage; /保存贴图数据的指针 TextureImage = auxDIBImageLoad(android.bmp); /载入贴图数据 glGenTextures(1, &unTexture); / 创建一个纹理，unTexture glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, unTexture); /绑定纹理，然后对该纹理区添加纹理数据 /设置纹理的信息， glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage-sizeX, TextureImage-sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage-data); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR); /设置滤波为线性滤波 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR); /线性滤波 if (TextureImage) /释放资源 if (TextureImage-data) free(TextureImage-data); free(TextureImage); return 1;/初始化void init (void) glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); /清理颜色，为黑色，（也可认为是背景颜色） glCullFace(GL_BACK); /背面裁剪(背面不可见) glEnable(GL_CULL_FACE); /启用裁剪 glEnable(GL_TEXTURE_2D); LoadGLTextures(g_texture, android.bmp); /载入纹理贴图/当窗口大小改变时，会调用这个函数void reshape(GLsizei w,GLsizei h) /这里小说明一下：矩阵模式是不同的，他们各自有一个矩阵。投影相关 /只能用投影矩阵。(只是目前情况下哦，等我学多了可能就知道为什么了。) glViewport(0,0,w,h); /设置视口 glMatrixMode(GL_PROJECTION); /设置矩阵模式为投影变换矩阵， glLoadIdentity(); /变为单位矩阵 gluPerspective(60, (GLfloat)w / h, 0, 1000); /设置投影矩阵 glMatrixMode(GL_MODELVIEW); /设置矩阵模式为视图矩阵(模型) glLoadIdentity(); /变为单位矩阵/闲置函数，当主循环空闲时就会调用这个函数void MyIdle(void) Sleep(10); xrot+=0.3f; /增加旋转的角度。 yrot+=0.2f; zrot+=0.4f; glutPostRedisplay();int main(int argc, char* argv) glutInit(&argc, argv); /Opnegl初始化 glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA); /设置显示模式为双缓冲，RGEBA glutInitWindowSize (800, 600); /窗口大小 glutInitWindowPosition (100, 100); /窗口位置 glutCreateWindow (hello); /创建一个标题为hello的窗口 init (); /初始化资源,这里一定要在创建窗口以后，不然会无效。 glutDisplayFunc(display); /窗口大小改变时的回调 glutReshapeFunc(reshape); /绘制图形时的回调 glutIdleFunc(MyIdle); glutMainLoop(); /主循环。 return 0; 实验结果截图:2. 实验2的实验结果: 程序代码如下:#pragma comment(lib, glaux.lib)#include glglaux.h#include float yRot = 0;unsigned int nPre = 0;GLfloat light_position4 = 0,0,0,1; /光位置GLfloat light_diffuse4 = 1,0,1,1; /光的漫反色GLfloat light_direction4 = -1, -2, -1, 1; /光源聚光灯方向GLfloat light_change3 = 3,3,-1; /光源移动位置。GLuint g_texture = 0;GLfloat xrot =0;GLfloat yrot =0;GLfloat zrot =0; / Keep Going/绘制一个立方体int DrawCube(void) glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, g_texture); /使用贴图纹理 glPushMatrix(); /压入变换矩阵 glRotatef(xrot,1.0f,0.0f,0.0f); /旋转矩阵，这里绕x轴旋转。 glRotatef(yrot,0.0f,1.0f,0.0f); /旋转矩阵，这里绕y轴旋转。 glRotatef(zrot,0.0f,0.0f,1.0f); /绕z轴旋转，这里zrot是角度制的度数。 glBegin(GL_QUADS); /启用四边形带绘制模式绘制 / 绘制前面，这里开始确定纹理坐标，然后是确定点的位置 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); / 绘制后面 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); / 上面 glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); /底面 glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); / 右面 glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); / 左面 glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, -1.0f); glEnd(); glPopMatrix(); /弹出变换矩阵 return 1;/载入一个.bmp格式的贴图纹理int LoadGLTextures(GLuint& unTexture, const char* chFileName) AUX_RGBImageRec *TextureImage; /保存贴图数据的指针 TextureImage = auxDIBImageLoad(android.bmp); /载入贴图数据 glGenTextures(1, &unTexture); / 创建一个纹理，unTexture glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, unTexture); /绑定纹理，然后对该纹理区添加纹理数据 /设置纹理的信息， glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage-sizeX, TextureImage-sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage-data); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR); /设置滤波为线性滤波 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR); /线性滤波 if (TextureImage) /释放资源 if (TextureImage-data) free(TextureImage-data); free(TextureImage); return 1;void display(void) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); / 清楚颜色数据和深度数据（清屏） glColor3f(1.0,1.0,1.0); glLoadIdentity(); /初始变换矩阵为单位矩阵 glTranslated(0,-1,-5); /平移0,0,-5向Z负方向平移5个单位 glPushMatrix(); /压缩矩阵，设定光源的位置 glDisable(GL_LIGHTING); glRotatef(yRot, 0, 1, 0); /光源的旋转 glTranslatef(light_change0,light_change1,light_change2); /光源的位置 glTranslatef(light_position0, light_position1,light_position2); /光源位置 glutSolidSphere(0.1, 4,4);/利用库函数绘制一个半径为1的球体。表示光源在这里 glEnable(GL_LIGHTING); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position); glPopMatrix(); light_direction0 = -light_change0; light_direction1 = -light_change1; light_direction2 = -light_change2; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, light_direction); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); glPopMatrix(); /光源设置完毕 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); / 清楚颜色数据和深度数据（清屏） glLoadIdentity(); / Reset The View glTranslatef(0.0f,0.0f,-5.0f); DrawCube(); /弹出矩阵。 glutSwapBuffers(); /交换缓冲区。显示图形/初始化void init (void) glClearColor (0.5, 0.5, 0.5, 0.0); /清理颜色，为黑色，（也可认为是背景颜色） GLfloat light_param = 1, 1, 1, 1.0 ; /初始化光参数。 /glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_param); /设置光为环境光。 /glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_CUTOFF, 45.0); /设置聚光的范围为45度。 glLightf(GL_LIGHT0,GL_SPOT_EXPONENT,2.0); /设置聚光灯的聚光强度。 glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, light_param); /设置材质的漫反射属性 /glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, light_param); /设置材质的环境属性 glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 64); /设置材质的高光属性 glEnable(GL_LIGHTING); /启动光照 glEnable(GL_LIGHT0); /启动GL_LIGHTO光 glCullFace(GL_BACK); /剔除背面 glEnable(GL_CULL_FACE); /启动剔除 glDepthFunc(GL_LEQUAL); /深度检测为小于等于 glEnable(GL_DEPTH_TEST); /启动深度检测 glFrontFace(GL_CCW); /定义逆时针为正面glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); /清理颜色，为黑色，（也可认为是背景颜色） glCullFace(GL_BACK); /背面裁剪(背面不可见) glEnable(GL_CULL_FACE); /启用裁剪 glEnable(GL_TEXTURE_2D); LoadGLTextures(g_texture, android.bmp); /载入纹理贴图/当窗口大小改变时，会调用这个函数void reshape(GLsizei w,GLsizei h) glViewport(0,0,w,h); /设置视口 glMatrixMode(GL_PROJECTION); /设置矩阵模式为投影变换矩阵， glLoadIdentity(); /变为单位矩阵 gluPerspective(60, (GLfloat)w / h, 0, 1000); /设置投影矩阵 glMatrixMode(GL_MODELVIEW); /设置矩阵模式为视图矩阵(模型) glLoadIdentity(); /变为单位矩阵void Keyboard(unsigned char key, int x, int y)/闲置函数，当主循环空闲时就会调用这个函数void MyIdle(void) unsigned int nNow = :GetTickCount(); float delt = nNow - nPre; if (delt 100) nPre = nNow; yRot += 0.1 * delt; /旋转角度 /*/*light_diffuse0 = (rand() % 255) / 255.0;/太花不用了。 light_diffuse1 = (rand() % 255) / 255.0; light_diffuse2 = (rand() % 255) / 255.0;*/ glutPostRedisplay(); Sleep(10); xrot+=0.3f; /增加旋转的角度。 yrot+=0.2f; zrot+=0.4f; glutPostRedisplay();int main(int argc, char* argv) glutInit(&argc, argv); /Opnegl初始化 glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA); /设置显示模式为双缓冲，RGEBA glutInitWindowSize (800, 600); /窗口大小 glutInitWindowPosition (100, 100); /窗口位置 glutCreateWindow (hello); /创建一个标题为hello的窗口 init (); /初始化资源,这里一定要在创建窗口以后，不然会无效。 glutDisplayFunc(display); /窗口大小改变时的回调 glutReshapeFunc(reshape); /绘制图形时的回调 glutKeyboardFunc(Keyboard); glutIdleFunc(MyIdle); glutMainLoop(); /主循环。 return 0; 实验结果截图如下: 11