使用OpenGL画球体
（计算机图形学）实验报告
实验名称使用OpenGL画球体
实验时间年月日
专业班级学号姓名
成绩教师评语：
一、实验目的
1、了解并学习open GL的编程；
2、掌握在open GL生成图形的基本思想和基本步骤；
3、使用open GL具体生成简单的三维立体图形；
二、实验原理
简单的说，该实验就是使用数学函数与OpenGL库中的函数实现图形的生成，比如生成球的函数为x=sin(thetar)*cos(phir);
y=cos(thetar)*cos(phir);
z=sin(phir);
之后在对thetar的值进行定义，使其在某一范围内变化。然后面的集合就生成了我们所需要的球体，但是该实验没有进行光照和材质的设定，所以看起来并不像一个立体的球体形状。其间还需要对OpenGL的编程原理和其所包含的库比较了解。
OpenGL核心库：Windows: OpenGL32。大多数Unix/Linux系统：GL库(libGL.a)
OpenGL实用库(Utility Library, GLU)：利用OpenGL核心库提供一些功能，从而避免重复编写代码，与窗口系统的连接
OpenGL实用工具库（OpenGL Utility ToolkitLibrary, GLUT），提供所有窗口系统的共同功能，打开窗口，从鼠标和键盘获取输入，弹出菜单，事件驱动。代码可以在平台间移植，但是GLUT缺乏在特定平台上优秀工具包所具有的功能滚动条。
函数的功能glVertex3f(x, y, z)，属于GL库参数个数，x, y, z为float。在glVertex3fv(p)中注意每部分的大小写，p为指向float的指针。
绝大多数常数采用＃define在头文件gl.h, glu.h和glut.h中定义。注意#include
关于最初建立文件的步骤
创建一个win32 console application类型的workspace文件，创建一个C/C++
文件，包含前面的代码，并把这个文件插入到workspace文件中进入菜单Project Settings…, 选择Link标签，在Object/library modules文本框中加上opengl32.lib, glu32.lib, glut32.lib, 注意用空格分开，然后编写程序。
三、实验内容
基于OpenGL工作环境绘制一个三维球体。
四、实验步骤
1.点击文件——新建，弹出窗口，选择win32 console application，创建工作站。
2.在想要创建的控制台程序中，选择“一个“Hello,world!”程序”
3.点击完成，完成工作站的创建。
4.在FileView中找到Source File目录下的球.cpp,双击打开。
5.将老师给的程序复制到此cpp文件中。
6.把glut-3.
7.6-bin文件夹下面的glut32.dll文件放到C:\WINDOWS\system32或者是C:\WINDOWS\system路径下，将glut.h文件放到C:\Program Files\Mirosoft Visul studio\VC98\include\GL目录下,将glut32.lib文件放到C:\Program Files\Mirosoft Visul studio\lib目录下。以上是实验室中的目录途径。在我自己的电脑上，因为VC++被我安装在F盘，所以将glut.h文件和glut32.lib所放的路径有所改变。总之，这两个文件是放在VC++的安装目录下的Mirosoft Visul studio\VC98\include\GL目录和Mirosoft Visul studio\lib目录中。
7.在C++页面中，进入工程——属性，出现以下弹框：
8.在连接——对象/库模块的最后输入：glut32.dll，glut32.lib。
9.完成上述步骤之后，编译连接实验程序的代码，看是否有错误。如有错误，改正；如没有错误，就运行看看。
10.
上图为最后结果运行出来的球，看不出是不是立体的。
四、程序代码：
主代码：
// 画球体.cpp : Defines the entry point for the console application. //
#include "stdafx.h"
#include "stdio.h"
#include "math.h"
#include "gl\glut.h"
void display()
{
double phi,phir,phi20,phir20;
double c,c80,z,x,y,theta,thetar;
double M_PI=3.1415926;
c=M_PI/180.0;//角度转换为弧度，M_PI=3.14159...
for(phi=-180.0;phi<=80.0;phi+=20.0)
{
phir=c*phi;
phi20=c*(phi+20);
glBegin(GL_QUAD_STRIP);
for(theta=-180.0;theta<=180.0;theta+=20.0)
{
thetar=c*theta;
x=sin(thetar)*cos(phir);
y=cos(thetar)*cos(phir);
z=sin(phir);
glVertex3d(x,y,z);
x=sin(thetar)*cos(phir20);
y=cos(thetar)*cos(phir20);
z=sin(phir20);
glVertex3d(x,y,z);
}
glEnd();
}
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex3d(0.0,0.0,1.0);
c=M_PI/180.0;
c80=c*80.0;
z=sin(c80);
for(theta=-180.0;theta<=180.0;theta+=20.0)
{
thetar=c*thetar;
x=sin(thetar)*cos(c80);
y=sin(thetar)*cos(c80);
glVertex3d(x,y,z);
}
glEnd();
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex3d(0.0,0.0,-1.0);
z=-sin(c80);
for(theta=-180.0;theta<=180.0;theta+=20.0)
{
thetar=c*thetar;
x=sin(thetar)*cos(c80);
y=sin(thetar)*cos(c80);
glVertex3d(x,y,z);
}
glEnd(); glFlush();
}
void init()
{
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); // Set the clear color to black
// Specify the boundaries of the viewing window
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
gluOrtho2D(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0); // The para are: (left, right, bottom, top)
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}
int main( int argc, char **argv)
{
glutInit( &argc, argv);
glutInitWindowPosition( 200, 100);
glutCreateWindow("Green Triangle");
glutDisplayFunc(display);
init();
glutMainLoop();
return 0;
}
五、实验结果分析与总结
经过这次实验，使我进一步加深了对OpenGL的使用。在之前的OpenGL学习中，我知道了应该如何有效的使用OpenGL的库函数。
本次实验的过程中，需要对如下的一些变量进行定义：“double phi,phir,phi20,phir20; double c,c80,z,x,y,theta,thetar; double M_PI=3.1415926;”只有定义了这些，实验中所用到的字符才能够被使用。同时，在定义头文件的过程中，我们也增加了“#include "stdio.h"”和“#include "math.h"”两个。只有这样，才能够保证试验程序中的数值计算公式被引用，才能够正常完成程序。同时OpenGl 的库文件、注册表和需要放在win32之下的文件也必须按要求存放。
经过本次的实验，使我更加了解了OpenGl的工作原理。虽然这只是一个很简单的实验，但是它让我明白了在使用OpenGL绘制图形时的一般方法和格式。