7.1 简单实体构建#

1. 任务描述#

本关任务#

1. 了解简单实体构建的过程。
2. 熟悉视点观察函数的设置和使用。
3. 熟悉 3D 图形变换的设置和使用。
4. 进一步熟悉基本 3D 图元的绘制。

预期输出#

具体要求#

1. 背景色为黑色，用 glClearColor 来完成。
2. 以中心为绘制原点，构建一个三棱锥。
3. 创建二维数组用来存取三棱锥顶点坐标，顶点坐标分别为 {-1, 0, 1}、{1, 0, 1}、{0, 0, -0.7}、{0, 1.7, 0}。
4. 创建二维数组用来存取三棱锥面的颜色，分别为 {0, 1, 0}、{1, 0, 0}、{1, 1, 0}、{0, 0, 1}。
5. 创建二维数组用来存取三棱锥顶点的序号。
6. 运用 glPushMatrix() 函数和 glPopMatrix() 函数进行矩阵操作，沿 Z 轴负方向平移 -3.0f，沿 Y 轴方向平移 0.2f，然后将三棱锥绕 X 轴方向旋转 95 度。

相关知识#

为了完成本关任务，你需要掌握：二维数组的运用、实体平移和旋转、简单实体构建的操作。

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开始你的任务吧，祝你成功！

2. 我的回答#

文件 step1/test1.cpp:

#include <GL/freeglut.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
// 评测代码所用头文件-开始
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
using namespace std;
// 评测代码所用头文件-结束

// 请在此添加你的代码
/********** Begin ********/
// (3) 创建二维数组用来存取三棱锥顶点坐标
/********** Begin ********/
// (3) 创建二维数组用来存取三棱锥顶点坐标
GLfloat points1[4][3] = { 
    {-1.0f, 0.0f, 1.0f}, 
    {1.0f, 0.0f, 1.0f}, 
    {0.0f, 0.0f, -0.7f}, 
    {0.0f, 1.7f, 0.0f} 
};

// (4) 创建二维数组用来存取三棱锥面的颜色
GLfloat Colors1[4][3] = { 
    {0.0f, 1.0f, 0.0f}, // 绿
    {1.0f, 0.0f, 0.0f}, // 红
    {1.0f, 1.0f, 0.0f}, // 黄
    {0.0f, 0.0f, 1.0f}  // 蓝
};

// (5) 创建二维数组用来存取三棱锥顶点的序号
int vertice1[4][3] = { 
    {0, 1, 2}, // 绿
    {1, 2, 3}, // 红
    {2, 0, 3}, // 黄
    {0, 1, 3}  // 蓝
};
/********** End **********/
/********** End **********/

void InitGL(GLvoid)
{
    glShadeModel(GL_SMOOTH);
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // (1) 背景色为黑色
    glClearDepth(1.0f);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthFunc(GL_LEQUAL);
    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
    glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);
}

void Create()                // 创建三棱锥
{
    glBegin(GL_TRIANGLES);
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        glColor3fv(Colors1[i]);
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            int VtxId = vertice1[i][j];
            glVertex3fv(points1[VtxId]);
        }
    }
    glEnd();
}

void display(void)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glLoadIdentity();                  
    
    // 请在此添加你的代码
    /********** Begin ********/
    // (6) 运用glPushMatrix()函数进行矩阵操作
    glPushMatrix();
    
    // 沿Z轴负方向平移-3.0f，沿Y轴方向平移0.2f (X轴不平移即为0.0f)
    glTranslatef(0.0f, 0.2f, -3.0f);
    
    // 将三棱锥绕X轴方向旋转95度
    glRotatef(95.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    /********** End **********/
    
    Create();                 // 三棱锥
    glPopMatrix();            // (6) 运用glPopMatrix()函数进行矩阵操作
    glutSwapBuffers();
}

void reshape(int width, int height)
{
    if (height == 0)
    height = 1;
    glViewport(0, 0, width, height);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(45.0f, (GLfloat)width / (GLfloat)height, 0.1f, 100.0f);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitWindowPosition(100, 100);
    glutInitWindowSize(400, 400);
    glutCreateWindow("几何变换示例");
    InitGL();
    glutDisplayFunc(display);
    glutReshapeFunc(reshape);
    glutMainLoopEvent();     
     
    /*************以下为评测代码，与本次实验内容无关，请勿修改**************/
    GLubyte* pPixelData = (GLubyte*)malloc(400 * 400 * 3);//分配内存
    GLint viewport[4] = {0};    
    glReadBuffer(GL_FRONT);
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);
    glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);
    glReadPixels(viewport[0], viewport[1], viewport[2], viewport[3], GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pPixelData);
    cv::Mat img;
    std::vector<cv::Mat> imgPlanes;
    img.create(400, 400, CV_8UC3);
    cv::split(img, imgPlanes);

    for (int i = 0; i < 400; i++) {
        unsigned char* plane0Ptr = imgPlanes[0].ptr<unsigned char>(i);
        unsigned char* plane1Ptr = imgPlanes[1].ptr<unsigned char>(i);
        unsigned char* plane2Ptr = imgPlanes[2].ptr<unsigned char>(i);
        for (int j = 0; j < 400; j++) {
            int k = 3 * (i * 400 + j);
            plane2Ptr[j] = pPixelData[k];
            plane1Ptr[j] = pPixelData[k + 1];
            plane0Ptr[j] = pPixelData[k + 2];
        }
    }
    cv::merge(imgPlanes, img);
    cv::flip(img, img, 0);
    cv::namedWindow("openglGrab");
    cv::imshow("openglGrab", img);
    //cv::waitKey();
    cv::imwrite("../img_step1/test.jpg", img);
    return 0;
}

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