tài liệu tổng hợp đồ họa máy tính bài tập open gl

Quan sát trong không gian ba chi u ..... Trong pane trái, ch n cây con linker và ch n Input.. Hãy nh p các dòng sau ây vào tr ng Additional Dependencies trong pane ph i.. Bây gi Visual

M C L C

Cài t OpenGL 3

Bài I H th ng h a máy tính 4

Bài II Các thu t toán c s v h a hai chi u 8

Bài III Thu c tính hình v 13

Bài IV Bi n i hình h c hai ba chi u 16

Bài V Quan sát trong không gian ba chi u 18

Bài VI Mô hình hóa b m t v t th 21

Bài VII Lo i b m t khu t 25

Bài VIII Chi u sáng và tô bóng 32

dvduc-2007/08

2

Cài t OpenGL

I Visual C/C++ 6.0

th c hành c các bài t p trong tài li u này, ta c n ph i cài t Visual C/C++ 6.0 và các th

vi n OpenGL Vi c cài t chúng lên máy tính c th c hi n nh h ng d n sau ây:

1 Cài t Microsoft Visual Studio 6.0 n u ch a có nó trong máy tính.

2 Cài t OpenGL

a Ki m tra xem OpenGL v1.1 software runtime có s n trong WinXP, Windows 2000,

Windows 98, Windows 95 (OSR2) và Windows NT hay ch a?

b N u ch a có, hãy download t Internet theo a ch :http://download.microsoft.com/download/win95upg/info/1/W95/EN-US/Opengl95.exe

c Ch y t p Opengl95.exe v a t i v có OpenGL Libraries và header files sau ây:

opengl32.lib glu32.lib gl.h glu.h

3 Cài t GLUT

a Hãy download t Internet: http://www.xmission.com/~nate/glut/glut-3.7.6-bin.zip

b Cài t theo h ng d n trong t p readme, và sao chép các t p nh ch d n sau:

glut32.dll vào %WinDir%\System, ví d : C:\windows\system

glut32.lib vào $(MSDevDir)\ \ \VC98\lib, ví d : C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib

glut.h vào $(MSDevDir)\ \ \VC98\include\GL, ví d : C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\gl

Phát tri n ch ng trình ng d ng b ng Visual C++ và OpenGL

a Kh i ng Visual C++ b ng th c n File-New-Projects t o d án m i Win32

Console Application.

b Ch n An empty project trong màn hình ti p theo.

c Chuy n n th c n Project-Settings trong IDE Ch n Link tab và chèn opengl32.lib,

glu32.lib, glut32.lib, và n u project s d ng GLUI thì g p c glui32.lib Các t p th vi n

này c n có có trong danh m c Microsoft Visual Studio\VC98\lib hay trong danh m c c a

project hi n hành

d Ki m tra vi c cài t b ng cách nh p m t ch ng trình n gi n GLUT nh ví d 1.1

e Chú ý r ng ta c n chèn các l nh #include <GL/glut.h> và #include <GL/gl.h> vào u

ch ng trình

f D ch và ch y th ch ng trình

g S a l i n u có

N u xu t hi n thông báo l i unexpected end of file while looking for precompiled header

directive , hãy t t thu c tính precompiled headers b ng cách ch n Projects -> Settings,

chuy n n C++ tab, ch n Precompiled Headers t Category listbox, sau ó ch n phím radio "Not using precompiled headers"

II Microsoft Visual Studio NET

1 Th c hi n cài t OpenGL t ng t nh trên ây

2 S a i Project Properties:

a Ch n th c n Project ( Project > * Properties) c a Visual Studio m trang h p tho i

b Ch n combo box Configuration , ch n All Configuration

c Trong pane trái, ch n cây con linker và ch n Input Hãy nh p các dòng sau ây vào

tr ng Additional Dependencies trong pane ph i

d Bây gi Visual Studio bi t tìm GLUT âu Nh n phím OK

void myKeyboard(unsigned char c, int x, int y) {

void main(int argc, char **argv) {

glFlush();

} void myMouse(int button, int state, int x, int y) {

glVertex2i(x, y);

glEnd();

} glFlush();

} void myInit(void) {

glutInit(&argc, argv);

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);

glutInitWindowSize(640,480);

glutInitWindowPosition(100,150);

float savex, savey;

const int n = 50; // number of segments making up arc float angle = 0;

float angleInc = 360.0 * PI / (180 * n); // angle increment in radians savex = point.x;

drawCircle(point, 100.0);

glFlush();

} void myReshape(int w, int h) { // window is reshaped

glViewport (0, 0, w, h); // update the viewport glMatrixMode(GL_PROJECTION);

int dx, dy, incrE, incrNE, d, x, y;

dx=x1-x0;

dy=y1-y0;

d=2*dy-dx; //dstart incrE=2*dy; //DE incrNE=2*(dy-dx); //DNE x=x0; y=y0;

drawPoint(x,y);

while(x<x1)

{ if(d<=0) // select E

{ d+=incrE;

{ // select NE d+=incrNE;

x++; y++;

} drawPoint(x,y);

} }

glViewport (0, 0, w, h); // update the viewport glMatrixMode(GL_PROJECTION);

const int screenHeight = 480;

const int screenWidth = 640;

int startflag = 1;

class GLintPoint { public:

GLint x, y;

};

void drawLine(GLint x1, GLint y1, GLint x2, GLint y2) {

static GLintPoint List[2];

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glFlush();

} void main(int argc, char** argv) {

Bài III Thu c tính hình v

GLubyte mask[]={ 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

0x03, 0x80, 0x01, 0xC0, 0x06, 0xC0, 0x03, 0x60, 0x04, 0x60, 0x06, 0x20, 0x04, 0x30, 0x0C, 0x20, 0x04, 0x18, 0x18, 0x20, 0x04, 0x0C, 0x30, 0x20, 0x04, 0x06, 0x60, 0x20, 0x44, 0x03, 0xC0, 0x22, 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, 0x44, 0x01, 0x80, 0x22, 0x66, 0x01, 0x80, 0x66, 0x33, 0x01, 0x80, 0xCC, 0x19, 0x81, 0x81, 0x98, 0x0C, 0xC1, 0x83, 0x30, 0x07, 0xe1, 0x87, 0xe0, 0x03, 0x3f, 0xfc, 0xc0, 0x03, 0x31, 0x8c, 0xc0, 0x03, 0x33, 0xcc, 0xc0, 0x06, 0x64, 0x26, 0x60, 0x0c, 0xcc, 0x33, 0x30, 0x18, 0xcc, 0x33, 0x18, 0x10, 0xc4, 0x23, 0x08, 0x10, 0x63, 0xC6, 0x08, 0x10, 0x30, 0x0c, 0x08, 0x10, 0x18, 0x18, 0x08, 0x10, 0x00, 0x00, 0x08};

Bài t p 3.1

V hình khép kín v i các m u tônh sau:

glPopMatrix(); // restore the old matrix glFlush();

} void main(int argc, char** argv) {

} void myDisplay(void) {

Cho tam giác A(3, 1), B(1, 3), C(3,3)

1 Hãy xác nh t a m i c a các nh tam giác sau khi xoay m t góc 900 ng c chi u kim

ng h xung quanh i m P(2, 2)

2 Phóng to tam giác lên hai l n, gi nguyên v trí c a i m C Tính t a các nh tam giác sau khi bi n hình

glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

} void myInit(void) {

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glutWireCube(1); // Ve lap phuong glFlush();

} void main(int argc, char** argv) {

glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

}

void myInit(void) {

V l p ph ng trong kh i quan sát ph i c nh t ng quát (Frustum)

#include <GL/glut.h> // GLUT

#include <GL/glu.h> // GLU

#include <GL/gl.h> // OpenGL void init(void)

{ glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 0.0);

} void myDisplay(void) {

dvduc-2007/08

20

glFlush ();

} void myReshape(int w, int h) {

glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glutInit(&argc, argv); // OpenGL initializations glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);

glutInitWindowSize(400, 400); // create a 400x400 window glutInitWindowPosition(0, 0); // in the upper left glutCreateWindow("Thi du 5.3"); // create the window glutDisplayFunc(myDisplay); // setup callbacks glutReshapeFunc(myReshape);

init();

glutMainLoop(); // start it running return 0; // ANSI C expects this }

Bài VI Mô hình hóa ba chi u

Thí d 6.1

V ng cong Bézier v i 4 i m i u khi n nh sau:

{ -4.0, -4.0, 0.0}, { -2.0, 4.0, 0.0},{2.0, -4.0, 0.0}, {4.0, 4.0,0.0}

#include <GL/glut.h> // GLUT

#include <GL/glu.h> // GLU

#include <GL/gl.h> // OpenGL

#include <stdlib.h>

GLfloat ctrlpoints[4][3] = {

{ -4.0, -4.0, 0.0}, { -2.0, 4.0, 0.0}, {2.0, -4.0, 0.0}, {4.0, 4.0, 0.0}};

void init(void) {

glEnd();

glFlush();

} void reshape(int w, int h) {

glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glLoadIdentity();

}

V m t cong Bézier v i t p i u khi n cho tr c.

void display(void) {

for (i = 0; i <= 30; i++) glEvalCoord2f((GLfloat)i/30.0, (GLfloat)j/8.0);

glEnd();

glBegin(GL_LINE_STRIP);

for (i = 0; i <= 30; i++) glEvalCoord2f((GLfloat)j/8.0, (GLfloat)i/30.0);

glEnd();

} glPopMatrix ();

glFlush();

}

void init(void){

glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

if (w <= h) glOrtho(

else glOrtho(

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

} int main(in{

)1(3) t t

)1(

3t t

glMap2f(GL_MAP2_VERTEX_3, 0, 1, 3, 4, 0, 1, 12, 4, &

4.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 4.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 4.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 4.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h,

glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);

3

V V V V t

glMap2f(GL_MAP2_VERTEX_3, 0, 1, 3, 4, 0, 1, 12, 4, &ctrlpoints[0][0][0]);

4.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 4.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 4.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 4.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -4.0, 4.0,

glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);

M t ng cong Bézier b c 3 có b n i m i u khi n P0=(2, 2, 0), P1=(4, 2, 2), P2=(8, 6, 4),

P3=(12, 0, 0) Gi s R(t) là ng cong Bézier b c hai liên t c c p C1 t i P3 c a ng cong trên

ng th i gi s R0, R1 và R2 là các i m i u khi n c a ng cong này Hãy xác nh R0 và R1

3 2 1 0 2 2

2 '

3)23(3)143(3)1(3)(

V V V V t t

t t

t t

t Q

)(

3 0

033)0(' )(

3 3

300)1(

G F E D Q

C D D

C B A P

Bài VII Lo i b m t khu t

glClearColor (1.0, 1.0, 1.0, 0.0);

} void myDisplay(void) {

#include <GL/glut.h> // GLUT

#include <GL/glu.h> // GLU

#include <GL/gl.h> // OpenGL

#include <stdio.h>

#include <math.h>

int a[3]={1.0,1.0,1.0}, b[3]={1.0,-1.0,1.0}, c[3]={-1.0,-1.0,1.0}, d[3]={-1.0,1.0,1.0}, e[3]={1.0,1.0,-1.0}, f[3]={1.0,-1.0,-1.0}, g[3]={-1.0,-1.0,-1.0}, h[3]={-1.0,1.0,-1.0};

float angle_x=0.0;

float angle_y=0.0;

void drawcube(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glutInit(&argc, argv);

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);

glutInitWindowSize(400, 400); // create a 400x400 window glutInitWindowPosition(0, 0); // in the upper left glutCreateWindow("Thi Du 7.2"); // create the window glutDisplayFunc(myDisplay); // setup callbacks glutKeyboardFunc(keyboard);

glutReshapeFunc(myReshape);

glutMainLoop(); // start it running return 0; // ANSI C expects this }

Thí d 7.3

V và tô màu kh i a di nv i các nh cho tr c và b sung các phím x, y xoay kh i a di n

#include <GL/glut.h> // GLUT

#include <GL/glu.h> // GLU

#include <GL/gl.h> // OpenGL

#include <stdio.h>

#include <math.h>

int a[3]={0.0,0.0,0.0}, b[3]={1.0,-1.0,1.0}, c[3]={-1.0,-1.0,1.0}, d[3]={-1.0,1.0,1.0}, e[3]={1.0,1.0,-1.0}, f[3]={1.0,-1.0,-1.0}, g[3]={-1.0,-1.0,-1.0}, h[3]={-1.0,1.0,-1.0};

float angle_x=0.0;

float angle_y=0.0;

void drawcube(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glRotatef(angle_y, 0.0, 1.0, 0.0);

glRotatef(angle_x, 1.0, 0.0, 0.0);

// - glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);//red glBegin(GL_POLYGON);

glVertex3iv(d);

glVertex3iv(h);

glVertex3iv(g);

glVertex3iv(c);

glEnd();

glColor3f(0.0, 1.0, 0.0); // green glBegin(GL_POLYGON);

dvduc-2007/08

30

{ glClearColor(1., 1., 1., 1.0);

glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glutInit(&argc, argv);

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB| GLUT_DEPTH);

glutInitWindowSize(400, 400); // create a 400x400 window glutInitWindowPosition(0, 0); // in the upper left glutCreateWindow("Thi Du 7.3"); // create the window glutDisplayFunc(myDisplay); // setup callbacks

glutReshapeFunc(myReshape);

glutMainLoop(); // start it running return 0; // ANSI C expects this}

Bài t p 7.1

V và tô màu hình chóp cha={1.0,0.0,0.0}, b={0.0,0.0,

B sung phím x, y v

Bài t p 7.2

V và tô màu hình chóp cha={

p 7.2

à tô màu hình chóp cha={2.0,0.0,0.0}, b={0.0,0.0,

l p ph ng v i kích thsung phím x, y và z

à z xoay hình chóp

à tô màu hình chóp ch nh t v i các nh nh.0,0.0,0.0}, b={0.0,0.0,-

nh t v i các nh nh-2.0}, c={-2.0,0.0,

#include <GL/glut.h> // GLUT

#include <GL/glu.h> // GLU

#include <GL/gl.h> // OpenGL void init(void)

glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);

glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);

glEnable(GL_LIGHTING);

glEnable(GL_LIGHT0);

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

} void display(void) {

glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

glutSolidSphere (1.0, 20, 16);

glFlush ();

} void reshape (int w, int h) {

glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);

glMatrixMode (GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

if (w <= h) glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0); else

glOrtho (-1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h,1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

} int main(int argc, char** argv) {