1、计算机图形学计算机图形学 计算机图形学计算机图形学课程设计课程设计 （2015-2016 学年第二学期）学年第二学期） 学学 院院 专业班级专业班级 学学 号号 学生姓名学生姓名 老老 师师 编写日期：2016 年 xx月 xx 日 2 / 42 目 录 真实感游戏场景绘制 3 一 实验目的 3 二 实验内容 3 三 实验分工 4 四 理论基础 4 1 雾化模型 . 4 2 颜色模型 . 5 3 光照模型 . 6 4 纹理模型 . 6 五 系统描述 13 1 墙壁、地面、箱子 . 13 2 石柱、雪人 . 14 3 玻璃球 . 15 4 天空 . 17 六 心得体会 19 七 附录：程序源代码
2、 19 计算机图形学计算机图形学 3 / 42 真实感游戏场景绘制 【摘要摘要】本次课程设计绘制了一个真实感的三维场景，并实现场景漫游。主 要绘制了墙壁与地面、天空、石柱、箱子、玻璃球、雪人、雾等对象。以 Visual Studio2012 为平台用 OpenGL 基础知识实现此真实感场景的绘制。 一一 实验目的实验目的 1熟悉 OpenGL 基础函数，并了解其用法。 2 通过程序模拟真实感游戏场景， 掌握图形综合展示效果， 基于专业背景， 结合实验课内容与课程设计要求， 使用 OpenGL 绘制简单的 3D 真实感游戏场景， 包括光栅化算法、多边形裁剪计算以及消隐算法在场景绘制中的应用。 二
3、二 实验内容实验内容和效果和效果 光栅化算法、多边形裁剪计算以及消隐算法在场景绘制中的应用，其中真实 感场景绘制包括颜色模型、 纹理模型、 雾化模型、 运动模型以及环境光、 漫反射、 镜面反射等光照模型设置。 图 1 游戏场景整体效果 4 / 42 三三 实验分工实验分工 本次课程设计实验，小组成员齐心协力。首先从自己尝试编写没有成功到 后来的各种搜集资料，寻找 3D 游戏场景的绘制代码，到最后小组成员分工解析 代码并注释，做 PPT，演讲 PPT 等，大家合作都很用心。这次的实验中我们小 组每个成员在每一个环节都参与任务，因代码过多，也都参与到代码解析中。具 体安排如下： 姓名姓名 任务任务
4、 xxx 搜集资料，代码解析注释，做 PPT，PPT 演讲 xxx 搜集资料，代码解析并注释，做 PPT，PPT 演讲 xxx 搜集资料，代码解析注释，做 PPT，PPT 演讲 xxx 搜集资料，代码解析注释，做 PPT，PPT 演讲 四四 理论基础理论基础 1 雾化模型雾化模型 OpenGL 中提供了完整的雾化接口，我们只需要选择合适的雾气的混合因子、 密度、颜色、起始位置等。在 OpenGL 中，雾的工作模式有两种：线性模式和指 数模式。这两种模式是根据雾的浓度变化来区分的。 在线性模式下，只需要提供一个距离视点的开始位置和结束位置。从开始位 置到结束位置之间，雾的浓度越来越高，浓度的变化
5、和距离成正比。 在指数模式下，雾的浓度随着距离的增加呈指数增长。这种模式通常用来用 于烟雾、烟幕等效果。 glFogf(GL_FOG_START, 1.0f)确定了雾的开始初离屏幕有多近。 glFogf(GL_FOG_END, 5.0)，它告诉 OpenGL 雾能离开屏幕有多远 glHint(GL_FOG_HINT, GL_DONT_CARE)确定了雾的渲染方式，使用 GL_DONT_CARE 是因为并不关心建议值。这个项的不同值之间的区别： 计算机图形学计算机图形学 5 / 42 GK_DONT_CARE：让 OPENGL 自己来确定雾的渲染方式，每顶点或是每 像素。 GL_NICEST：对
6、每一像素进行雾的渲染，它看起来是极棒的。 GL_FASTEST：对每一顶点进行雾的渲染，它速度较快，但是不够美丽 我们的雾气设置如下： 修改函数里面的参数改变雾的颜色和浓度： 图 2 改变颜色（蓝色）和浓度的雾气 2 颜色模型颜色模型 OpenGL 支持两种颜色模式：一种是 RGBA，一种是颜色索引模式。不同的 是，RGBA 模式中，数据直接就代表了颜色；而颜色索引模式中，数据代表的是 一个索引，要得到真正的颜色，还必须去查索引表。 RGBA 颜色颜色 6 / 42 RGBA 模式中，每一个像素会保存以下数据：R 值（红色分量）、G 值（绿 色分量）、B 值（蓝色分量）和 A 值（alpha 分量）。其中红、绿、蓝三种颜色 相组合，就可以得到我们所需要的各种颜色，而 alpha 不直接影响颜色。 3 光照模型光照模型 光照模型包括许多因素，如物体的类型，物体相对光源与其他物体的位置以 及场景中所设置的光源属性，物体的透明度，物体的表面光亮程度，甚至物体的 各种表面纹理等。
