計算機圖形學結課論文精要

2017屆結課論文

《計算機圖形學基礎教程》

—小球的彈跳運動

學生姓名

學 號

所屬學院

專 業 計算機科學與技術

班 級

塔里木大學教務處制

目錄

摘 要1

1.背景1

1.1計算機圖形學概述1

1.2計算機圖形畫面的分類2

2.OpenGL概述2

2.1程序的基本結構3

2.2狀態機制4

3.方案論述4

3.1小球運動過程4

3.2簡單光照模型原理4

4.程序模塊分析5

4.1 小球的生成模塊5

4.2小球的運動時間模塊6

4.3主程序運行模塊6

4.4材質定義7

4.5雙緩沖技術7

5.總結7

附錄 A：程序清單8

附錄B: 程序運行結果13

6.致謝14

參考文獻：14

小球的彈跳運動

摘 要計算機圖形學(Computer Graphics，簡稱CG)是一種使用數學算法將二維或三維圖形轉化為計算機顯示器的柵格形式的科學。簡單地說，計算機圖形學的主要研究內容就是研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與算法。圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術上來看，圖形主要分為兩類，一類是基于線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類是明暗圖，也就是通常所說的真實感圖形。

計算機圖形學一個主要的目的就是要利用計算機產生令人賞心悅目的真實感圖形。為此，必須建立圖形所描述的場景的幾何表示，再用某種光照模型，計算在假想的光源、紋理、材質屬性下的光照明效果。所以計算機圖形學與另一門學科計算機輔助幾何設計有著密切的關系。事實上，圖形學也把可以表示幾何場景的曲線曲面造型技術和實體造型技術作為其主要的研究內容。同時，真實感圖形計算的結果是以數字圖像的方式提供的，計算機圖形學也就和圖像處理有著密切的關系。penGL概述

OpenGL是一個開放的三維圖形軟件包，它獨立于窗口系統和操作系統，以它為基礎開發的應用程序可以十分方便地在各種平臺間移植；OpenGL可以與Visual C++緊密接口，便于實現機械手的有關計算和圖形算法，可保證算法的正確性和可靠性；OpenGL使用簡便，效率高。

OpenGL基本函數均使用gl作為函數名的前綴，如glClearColor()；實用函數則使用glu作為函數名的前綴，如gluSphere()。OpenGL基本常量的名字以GL_開頭，如GL_LINE_LOOP；實用常量的名字以GLU_開頭，如GLU_FILL。一些函數如glColor*()(定義顏色值)，函數名后可以接不同的后綴以支持不同的數據類型和格式。如glColor3b(...)、glColor3d(...)、glColor3f(...)和glColor3bv(...)等，這幾個函數在功能上是相似的，只是適用于不同的數據類型和格式，其中3表示該函數帶有三個參數，b、d、f分別表示參數的類型是字節型、雙精度浮點型和單精度浮點型，v則表示這些參數是以向量形式出現的。

OpenGL定義了一些特殊標識符，如GLfloat,GLvoid。它們其實就是C中的float和void。在gl.h文件中可以看到以下定義：

……

typedef float GLfloat;

typedef void GLvoid;

……

一些基本的數據類型都有類似的定義項。

2.1程序的基本結構

OpenGL程序的基本結構可分為三個部分：

第一部分是初始化部分。主要是設置一些OpenGL的狀態開關，如顏色模式(RGBA或ALPHA)的選擇，是否作光照處理(若有的話，還需設置光源的特性)，深度檢驗，裁剪等等。這些狀態一般都用函數glEnable(...), glDisable(…)來設置，…表示特定的狀態。

第二部分設置觀察坐標系的取景模式和取景框位置大小。利用了三個函數：

函數void glViewport(left,top,right,bottom)：設置在屏幕上的窗口大小，四個參數描述屏幕窗口四個角上的坐標(以象素表示)；

函數void glOrtho(left,right,bottom,top,near,far)：設置投影方式為正交投影(平行投影)，其取景體積是一個各面均為矩形的六面體;

函數void gluPerspective(fovy,aspect,zNear,zFar)：設置投影方式為透視投影。

第三部分是OpenGL的主要部分，使用OpenGL的庫函數構造幾何物體對象的數學描述，包括點線面的位置和拓撲關系、幾何變換、光照處理等等。

以上三個部分是OpenGL程序的基本框架，即使移植到

總結

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