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【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

2年前作者：快去皮分類：Toy博客閱讀(30)違法舉報(bào)

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請(qǐng)大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問。

實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

  1. 掌握三維圖形的顯示原理和方法，掌握三維觀察的原理和方法；
  2. 掌握OpenGL中矩陣堆棧函數(shù)的使用，會(huì)使用堆棧函數(shù)進(jìn)行復(fù)雜場(chǎng)景的組裝。
  3. 掌握OpenGL中三維觀察變換常用的函數(shù)的使用方法，了解三維模型的貼圖方法；
  4. 掌握自由曲線的生成方法，熟練掌握B樣條曲線的生成原理、方法和特點(diǎn)。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟

太陽系：

使用線框球體繪制函數(shù)實(shí)現(xiàn)球體繪制。當(dāng)按下鍵盤“D”或“d”時(shí)，行星將實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)；按下鍵盤“Y”或“y”時(shí)，行星將繞太陽公轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)內(nèi)容：

（1）給行星加上衛(wèi)星;

（2）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能，即衛(wèi)星繞行星自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、行星自動(dòng)自傳同時(shí)繞太陽公轉(zhuǎn)。

（3）（選做）程序例子2是一個(gè)粘貼了紋理圖像的自轉(zhuǎn)的地球的例子（位圖文件見實(shí)驗(yàn)任務(wù)附件ear.bmp），理解其中的紋理圖像裝載和使用方法，自制貼圖圖片，仿照這個(gè)程序編寫九大行星運(yùn)行的3D動(dòng)畫。

B樣條曲線繪制：

在OpenGL 中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)輸入任意多個(gè)控制點(diǎn)（控制點(diǎn)個(gè)數(shù)大于等于4），采用三次參數(shù)樣條曲線，按照分段拼接的方式生成逼近任意多個(gè)控制點(diǎn)組成的多邊形的光滑曲線。并按照給定的控制點(diǎn)個(gè)數(shù)繪制B樣條曲線。

其基函數(shù)遞歸公式為：

【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

取，

【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

將上式帶入B樣條定義式得：

其中一段3次參數(shù)B樣條曲線由四個(gè)控制點(diǎn)P0、P1、P2和P3生成，調(diào)和矩陣為中間的4*4矩陣，在編寫程序時(shí)盡量考慮減少無用的運(yùn)算，盡量提高運(yùn)算的效率。

要求生成曲線的過程按照下面的交互方式輸入：

（1）在控制點(diǎn)輸入狀態(tài)下，點(diǎn)擊左鍵，增加一個(gè)控制點(diǎn)，并繪制上一個(gè)控制點(diǎn)到當(dāng)前控制點(diǎn)的連線。

（2）點(diǎn)擊左鍵增加一個(gè)控制點(diǎn)，點(diǎn)擊右鍵按照已選擇的控制點(diǎn)生成B樣條曲線。

（3）設(shè)置一種控制鍵的處理可以清除屏幕上的圖形，重新進(jìn)行控制點(diǎn)輸入狀態(tài)。

三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

  1. 操作系統(tǒng)：macOS Big Sur Version 11.6
  2. 調(diào)試軟件：Xcode Version 13.0
  3. 上機(jī)地點(diǎn)：信息樓Bxxx
  4. 機(jī)器臺(tái)號(hào)：xx

四、實(shí)驗(yàn)過程與分析

地球公轉(zhuǎn)&自轉(zhuǎn)：

首先單實(shí)現(xiàn)地球繞太陽的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。使用線框球體繪制函數(shù)實(shí)現(xiàn)球體繪制。當(dāng)按下鍵盤“D”或“d”時(shí)，行星將實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)；按下鍵盤“Y”或“y”時(shí)，行星將繞太陽公轉(zhuǎn)。

太陽系：

坐標(biāo)變換過程：

????????太陽：不變，在中心即可。

??????? 地球：用循環(huán)改變SolarAngle的值，調(diào)用glRotatef()函數(shù)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)；

????????????????用循環(huán)改變OwnAxisAngle的值，調(diào)用glRotatef()實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)；

????????????????調(diào)用glTranslatef()函數(shù)將其平移至公轉(zhuǎn)軌道，并隨時(shí)間在軌道上改變位置。

??????? 月球：類似地球的坐標(biāo)變換過程。

【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

函數(shù)作用：

?【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

以上函數(shù)的功能分別是：加載貼圖；控制臺(tái)顯示提示；繪制太陽；初始化；繪制圖形；調(diào)整圖形；鍵盤與鼠標(biāo)的事件；主函數(shù)。

具體實(shí)現(xiàn)見代碼中的注釋：

load_texture()函數(shù)：

int load_texture(const char* file_name, int width, int height, int depth, GLenum colour_type, GLenum filter_type)
{
    
    GLubyte* raw_bitmap;
    FILE* file;
    
    //if ((file = fopen_s(file_name, "rb")) == NULL)
    if ((file = fopen(file_name, "rb")) == NULL)
    {
        return 1;
    }
    raw_bitmap = (GLubyte*)malloc(width * height * depth * (sizeof(GLubyte)));
    
    if (raw_bitmap == NULL)
    {
        fclose(file);
        return 2;
    }
    
    fread(raw_bitmap, width * height * depth, 1, file);
    fclose(file);
    
    //  設(shè)置過濾類型
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, filter_type);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, filter_type);
    
    //  設(shè)置紋理環(huán)境
    glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
    
    gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3, width, height, colour_type,
                      GL_UNSIGNED_BYTE, raw_bitmap);
    
    free(raw_bitmap);
    glDisable(GL_TEXTURE_2D);
    return 0;
}

Load_texture()函數(shù)：

void LoadTextures(GLuint texture_id, int MaxNrOfTextures)
{
    // 第一種紋理
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1); //控制所讀取數(shù)據(jù)的對(duì)齊方式
    glGenTextures(MaxNrOfTextures, &texture_id); // 生成紋理的數(shù)量-MaxNrOfTextures 存儲(chǔ)紋理索引-texture_id
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 1); //將一個(gè)命名的紋理綁定到一個(gè)紋理目標(biāo)上
    if (load_texture("/Users/kqp12_27/Desktop/Xcode-OpenGL/Mouse copy 12/Mouse/ear.bmp", 512, 128, 3, GL_BGR_EXT, GL_NEAREST)) //讀取此bmp文件
    {
        exit(1);
    }
    
    // 第二種紋理
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 2);
    glGenTextures(MaxNrOfTextures, &texture_id);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 2);
    if (load_texture("/Users/kqp12_27/Desktop/一些課??/計(jì)圖實(shí)驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)三/太陽系/moon copy.bmp",88,63, 3, GL_BGR_EXT, GL_NEAREST))
    {
        exit(1);
    }
    
    // 第三種紋理
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 3);
    glGenTextures(MaxNrOfTextures, &texture_id);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 3);
    if (load_texture("/Users/kqp12_27/Desktop/一些課??/計(jì)圖實(shí)驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)三/太陽系/sun.bmp",500, 400, 3, GL_BGR_EXT, GL_NEAREST))
    {
        exit(1);
    }
    
}

init()函數(shù)：

void init(void)
{
    //地球
    Planet1.size = 0.4f;
    Planet1.sections = 16.0f;
    Planet1.posX = 0.0f;
    Planet1.posY = 0.0f;
    Planet1.posZ = 1.4f;
    Planet1.OwnAxisAngle = 0.0f;
    Planet1.SolarAngle = 60.0f;
    Planet1.TextureID = 1;
    
    //月球
    Planet2.size = 0.2f;
    Planet2.sections = 16.0f;
    Planet2.posX = 0.0f;
    Planet2.posY = 0.0f;
    Planet2.posZ = 1.4f;
    Planet2.OwnAxisAngle = 0.0f;
    Planet2.SolarAngle = 60.0f;
    Planet2.TextureID = 2;
    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
    glShadeModel(GL_FLAT);

    LoadTextures(texture_id1, 1);
    
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    
    glClearDepth(1.0f);                                                    // 設(shè)置深度緩存
    glDepthFunc(GL_LEQUAL);                                                // 選擇深度測(cè)試方式
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);                                            // 開啟深度測(cè)試
    glShadeModel(GL_SMOOTH);                                            // 陰暗處理采用平滑方式
    glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);                    // 最精細(xì)的透視計(jì)算
    
    return;
}

display()函數(shù)：

void display(void)
{
    
    // 地球公轉(zhuǎn)
    Planet1.SolarAngle += 1.0f * ROTATION_SPEED;
    if (Planet1.SolarAngle >= 360) { Planet1.SolarAngle -= 360; }
    
    // 地球自轉(zhuǎn)
    Planet1.OwnAxisAngle += 0.5f;
    if (Planet1.OwnAxisAngle >= 360) { Planet1.OwnAxisAngle -= 360; }
    
    // 月球公轉(zhuǎn)
    Planet2.SolarAngle += 7.0f * ROTATION_SPEED;
    if (Planet2.SolarAngle >= 360) { Planet2.SolarAngle -= 360; }
    
    // 月球自轉(zhuǎn)
    Planet2.OwnAxisAngle += 1.0f;
    if (Planet2.OwnAxisAngle >= 360) { Planet2.OwnAxisAngle -= 360; }

    
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);                    // 清除顏色和深度緩存
    glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
    glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
    glColor3f(0.7f, 0.7f, 0.7f);
    glBegin(GL_LINE_LOOP);
    
    // 繪制軌道
    for (int l = 0; l < 360; l++)
    {
        glVertex3f((float)cos(l * ((float)3.14159 / (float)180)) * Planet1.posZ, 0.0f, (float)sin(l * ((float)3.14159 / (float)180)) * Planet1.posZ);
        
    }
    glEnd();
    
    glPushMatrix();
    
    // 地球
    // 坐標(biāo)變換，使地球在公轉(zhuǎn)軌道上轉(zhuǎn)
    glRotatef(Planet1.SolarAngle, 0, -1, 0); //旋轉(zhuǎn)
    glTranslatef(Planet1.posX, Planet1.posY, Planet1.posZ); //平移
    glRotatef(Planet1.OwnAxisAngle, 0, -1, 0);
    
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 1); //設(shè)置紋理
    
    GLUquadricObj* q = gluNewQuadric();
    gluQuadricDrawStyle(q, GLU_FILL);
    gluQuadricNormals(q, GLU_SMOOTH);
    gluQuadricTexture(q, GL_TRUE);
    gluSphere(q, Planet1.size, 50, 40); //畫球
    gluDeleteQuadric(q);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);


    // 月球
    glRotatef(Planet2.SolarAngle, 0, 1, 0);
    glTranslatef(0.5*Planet2.posX, 0.5*Planet2.posY, 0.5*Planet2.posZ);
    glRotatef(Planet2.OwnAxisAngle, 0, -1, 0);
    glRotatef(90.0, 1.0, 0.0, 0.0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 2);
    GLUquadricObj* q2 = gluNewQuadric();
    gluQuadricDrawStyle(q2, GLU_FILL);
    gluQuadricNormals(q2, GLU_SMOOTH);
    gluQuadricTexture(q2, GL_TRUE);
    gluSphere(q2, Planet2.size, 50, 40);
    gluDeleteQuadric(q2);
  
    glPopMatrix();
    
    
    glLoadIdentity();
    draw_sun(); //繪制太陽
    gluLookAt(R * cos(b / 180 * 3.1415926) * sin(a / 180 * 3.1415926), R * sin(b / 180 * 3.1415926), R * cos(b / 180 * 3.1415926) * cos(a / 180 * 3.1415926), 0.0, 0.0, 0.0, cos((90 - b) / 180 * 3.1415926) * sin((a + 180) / 180 * 3.1415926), sin((90 - b) / 180 * 3.1415926), cos((90 - b) / 180 * 3.1415926) * cos((a + 180) / 180 * 3.1415926)); //觀察角度
    
    glutSwapBuffers();
}

調(diào)試：

問題一：開始時(shí)兩個(gè)星球都繞著太陽轉(zhuǎn)。

解決辦法：在第一次變換后不立刻進(jìn)行出棧操作，而是在第一次變換的基礎(chǔ)上再添加一次變換，這樣可以讓月球繞地球轉(zhuǎn)。

問題二：初始化時(shí)兩個(gè)星球的紋理一樣，沒法分別設(shè)置紋理。

解決辦法：通過對(duì)glBindTexture函數(shù)的添加操作，添加了紋理對(duì)象，解決了問題。

【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

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B樣條曲線繪制：

流程圖：

【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

主要思想：

動(dòng)態(tài)輸入任意多個(gè)控制點(diǎn)（控制點(diǎn)個(gè)數(shù)大于等于4），采用三次參數(shù)樣條曲線，按照分段拼接的方式生成逼近任意多個(gè)控制點(diǎn)組成的多邊形的光滑曲線。并按照給定的控制點(diǎn)個(gè)數(shù)繪制B樣條曲線。

調(diào)試：

問題一：點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵時(shí)偶爾會(huì)卡住。

解決辦法：鼠標(biāo)事件里出現(xiàn)了問題，修改后可以正常運(yùn)行了。

代碼：

void Bspline(Point a, Point b, Point c, Point d) {
    glPointSize(2);
    glColor3d(0, 0, 0);
    glBegin(GL_LINE_STRIP);
    for (int i = 0; i <= 1000; i++)
    {
        double t = 0.001 * i;
        double r[4];
        r[0] = -t * t * t + 3 * t * t - 3 * t + 1;
        r[1] = 3 * t * t * t - 6 * t * t + 4;
        r[2] = -3 * t * t * t + 3 * t * t + 3 * t + 1;
        r[3] = t * t * t;
        double x = 0, y = 0;
        
        x += r[0] * a.x + r[1] * b.x + r[2] * c.x + r[3] * d.x;
        y += r[0] * a.y +r[1] * b.y + r[2] * c.y + r[3] * d.y;
        x /= 6.0;
        y /= 6.0;
        glVertex2d(x,y);
    }
    glEnd();
}

void Display()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    //畫點(diǎn)
    glPointSize(7);
    glColor3d(0, 0, 1);
    glBegin(GL_POINTS);
    for (int i = 0; i < p.size(); i++)
        glVertex2d(p[i].x, p[i].y);
    glEnd();
    //畫線
    glLineWidth(2);
    glColor3d(1, 0, 1);
    glBegin(GL_LINE_STRIP);
    for (int i = 0; i < p.size(); i++)
        glVertex2d(p[i].x, p[i].y);
    glEnd();

    if (sta == 1 && p.size() >= 3)
        for (int i = 0; i < p.size() - 3; i++)
            Bspline(p[i], p[i + 1], p[i + 2], p[i + 3]);

    glFlush();
}



void Mouse(int button, int state, int x, int y)
{
    if (sta == 0 && button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN)
    {
        Point t;
        t.x = x; t.y = y;
        p.push_back(t);
        glutPostRedisplay();
    }
    if (sta == 0 && button == GLUT_RIGHT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) {
        sta = 1;
        glutPostRedisplay();
    }
    
}

void Keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
    if (key == 'd')
    {
        glClearColor(1, 1, 1, 0);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        p.clear();
        sta = 0;
        glutPostRedisplay();
    }
}

五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)

地球公轉(zhuǎn)&自轉(zhuǎn)：（視頻見附件地球.mov）

【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

?太陽系：（視頻見附件太陽系.mov）

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【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

?太陽系（選）：（視頻見附件太陽系（選）.mov）【這其實(shí)是我從git上偷了一個(gè) 555】

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【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

B樣條曲線：

【計(jì)算機(jī)圖形學(xué)】【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】太陽系繪制、B樣條曲線繪制（附代碼）

2個(gè)控制點(diǎn)重合：

??????? 效果：曲線在該點(diǎn)附近與兩點(diǎn)間形成的直線基本重合，在該點(diǎn)則有一定的距離和弧度。

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（只有一個(gè)位置是2個(gè)控制點(diǎn)重合）

應(yīng)用：

  1. 用于繪制基本重合于連接相鄰兩點(diǎn)線段，但在拐點(diǎn)處的曲率于控制點(diǎn)的位置有關(guān)的線段；
  2. 用于在局部繪制出類似“圓角”的形狀。

3個(gè)控制點(diǎn)重合：

??????? 效果：曲線在該點(diǎn)附近與兩點(diǎn)間形成的直線基本重合，曲線也與該點(diǎn)重合。

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（只有一個(gè)位置是3個(gè)控制點(diǎn)重合）

應(yīng)用：

  1. 繪制與直接連接的線段相同的線段；
  2. 在局部繪制類似“尖角”的形狀。

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（所有位置都是3個(gè)控制點(diǎn)重合）

六、 附錄

  1. 其他解決方案/設(shè)想：無。
  2. 參考資料：
    1. 教材、PPT。
    2. B-Spline樣條曲線及其性質(zhì)_BRAND-NEO的博客-CSDN博客_準(zhǔn)均勻b樣條曲線
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  3. 回答思考題

Q：在OpenGL中提供給了哪幾類函數(shù)能修改矩陣工作棧的數(shù)據(jù)？

A：Opengl中常用兩個(gè)變換堆棧，一個(gè)是glMatrixMode(GL_MODELVIEW)，它一開始時(shí)候棧頂是一個(gè)單位矩陣，一般堆棧大小是32個(gè)矩陣。一個(gè)是glMatrixMode(GL_PROJECTION)，正交或者透視投影，一開始時(shí)候沒有棧頂單位矩陣所以需要glLoadIdentity()單位矩陣到棧頂，投影堆棧大小一般是2個(gè)，要2個(gè)目的是一個(gè)程序中既可以實(shí)現(xiàn)透視投影，也可以切換到正交投影（例如繪制文本）。 如果glPushMatrix()太多大于堆棧容量那么會(huì)報(bào)錯(cuò)，如果glPopMatrix()小于等于一個(gè)那么也會(huì)報(bào)錯(cuò) 。glMatrixMode(GL_TEXTURE)是紋理堆棧，也有相應(yīng)的變換矩陣。

Q：OpenGL中提供了哪幾種二次曲面模型？怎樣調(diào)用使用？

A：圓面、扇形、圓柱、圓錐、球等。創(chuàng)建二次曲面聲明類型的指針GLUquadricObj*。利用上述指針，利用二次曲面模型的類，如gluCylinde（GLUquadric* quad, GLdouble base, GLdouble top，GLdouble height，GLint slices,，GLint stacks）圓柱，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)來創(chuàng)建該二次曲面的對(duì)象，設(shè)置二次曲面的繪制風(fēng)格，設(shè)置法線風(fēng)格，設(shè)置二次曲面的繪制方向，設(shè)置紋理，調(diào)用二次曲面的繪制函數(shù)。

Q：B樣條曲線對(duì)比Bezier曲線的算法有哪些好處？

A：B樣條方法是在保留Bezier方法的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)克服其由于整體表示帶來不具有局部性質(zhì)的缺點(diǎn),及解決在描述復(fù)雜形狀時(shí)帶來的連接問題下提出來的，當(dāng)控制點(diǎn)個(gè)數(shù)多時(shí)控制多邊形對(duì)曲線的控制不會(huì)減弱；可以對(duì)曲線進(jìn)行局部修改。

完整代碼：

項(xiàng)目一：（太陽系）

#define GL_SILENCE_DEPRECATION


//include\gl
#include <stdlib.h>
#include <iostream>

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

#define ROTATION_SPEED    0.1

static int year = 0, day = 0;

GLuint texture_id1;


int start = 0;

int ori_x;
int ori_y;



struct Planet
{
    float size, sections, posX, posY, posZ, SolarAngle, OwnAxisAngle;
    int TextureID;
};

struct Planet Planet1;
struct Planet Planet2;
struct Planet Planet3;

float R = 8;

float a = 0;
float b = 0;


int load_texture(const char* file_name, int width, int height, int depth, GLenum colour_type, GLenum filter_type)
{
    
    GLubyte* raw_bitmap;
    FILE* file;
    
    //if ((file = fopen_s(file_name, "rb")) == NULL)
    if ((file = fopen(file_name, "rb")) == NULL)
    {
        return 1;
    }
    raw_bitmap = (GLubyte*)malloc(width * height * depth * (sizeof(GLubyte)));
    
    if (raw_bitmap == NULL)
    {
        fclose(file);
        return 2;
    }
    
    fread(raw_bitmap, width * height * depth, 1, file);
    fclose(file);
    
    //  設(shè)置過濾類型
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, filter_type);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, filter_type);
    
    //  設(shè)置紋理環(huán)境
    glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
    
    gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3, width, height, colour_type,
                      GL_UNSIGNED_BYTE, raw_bitmap);
    
    free(raw_bitmap);
    glDisable(GL_TEXTURE_2D);
    return 0;
}

void LoadTextures(GLuint texture_id, int MaxNrOfTextures)
{
    // 第一種紋理
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1); //控制所讀取數(shù)據(jù)的對(duì)齊方式
    glGenTextures(MaxNrOfTextures, &texture_id); // 生成紋理的數(shù)量-MaxNrOfTextures 存儲(chǔ)紋理索引-texture_id
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 1); //將一個(gè)命名的紋理綁定到一個(gè)紋理目標(biāo)上
    if (load_texture("/Users/kqp12_27/Desktop/Xcode-OpenGL/Mouse copy 12/Mouse/ear.bmp", 512, 128, 3, GL_BGR_EXT, GL_NEAREST)) //讀取此bmp文件
    {
        exit(1);
    }
    
    // 第二種紋理
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 2);
    glGenTextures(MaxNrOfTextures, &texture_id);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 2);
    if (load_texture("/Users/kqp12_27/Desktop/一些課??/計(jì)圖實(shí)驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)三/太陽系/moon copy.bmp",88,63, 3, GL_BGR_EXT, GL_NEAREST))
    {
        exit(1);
    }
    
    // 第三種紋理
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 3);
    glGenTextures(MaxNrOfTextures, &texture_id);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 3);
    if (load_texture("/Users/kqp12_27/Desktop/一些課??/計(jì)圖實(shí)驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)三/太陽系/sun.bmp",500, 400, 3, GL_BGR_EXT, GL_NEAREST))
    {
        exit(1);
    }
    
}

void draw_sun(){

    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 3);
    GLUquadricObj* q3 = gluNewQuadric();
    
    gluQuadricDrawStyle(q3, GLU_FILL);
    gluQuadricNormals(q3, GLU_SMOOTH);
    gluQuadricTexture(q3, GL_TRUE);
    
    gluSphere(q3, 0.1002, 50,40);
    gluDeleteQuadric(q3);
    
    
}
void init(void)
{
    //地球
    Planet1.size = 0.4f;
    Planet1.sections = 16.0f;
    Planet1.posX = 0.0f;
    Planet1.posY = 0.0f;
    Planet1.posZ = 1.4f;
    Planet1.OwnAxisAngle = 0.0f;
    Planet1.SolarAngle = 60.0f;
    Planet1.TextureID = 1;
    
    //月球
    Planet2.size = 0.2f;
    Planet2.sections = 16.0f;
    Planet2.posX = 0.0f;
    Planet2.posY = 0.0f;
    Planet2.posZ = 1.4f;
    Planet2.OwnAxisAngle = 0.0f;
    Planet2.SolarAngle = 60.0f;
    Planet2.TextureID = 2;
    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
    glShadeModel(GL_FLAT);

    LoadTextures(texture_id1, 1);
    
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    
    glClearDepth(1.0f);                                                    // 設(shè)置深度緩存
    glDepthFunc(GL_LEQUAL);                                                // 選擇深度測(cè)試方式
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);                                            // 開啟深度測(cè)試
    glShadeModel(GL_SMOOTH);                                            // 陰暗處理采用平滑方式
    glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);                    // 最精細(xì)的透視計(jì)算
    
    return;
}
void display(void)
{
    
    // 地球公轉(zhuǎn)
    Planet1.SolarAngle += 1.0f * ROTATION_SPEED;
    if (Planet1.SolarAngle >= 360) { Planet1.SolarAngle -= 360; }
    
    // 地球自轉(zhuǎn)
    Planet1.OwnAxisAngle += 0.5f;
    if (Planet1.OwnAxisAngle >= 360) { Planet1.OwnAxisAngle -= 360; }
    
    // 月球公轉(zhuǎn)
    Planet2.SolarAngle += 7.0f * ROTATION_SPEED;
    if (Planet2.SolarAngle >= 360) { Planet2.SolarAngle -= 360; }
    
    // 月球自轉(zhuǎn)
    Planet2.OwnAxisAngle += 1.0f;
    if (Planet2.OwnAxisAngle >= 360) { Planet2.OwnAxisAngle -= 360; }

    
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);                    // 清除顏色和深度緩存
    glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
    glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
    glColor3f(0.7f, 0.7f, 0.7f);
    glBegin(GL_LINE_LOOP);
    
    // 繪制軌道
    for (int l = 0; l < 360; l++)
    {
        glVertex3f((float)cos(l * ((float)3.14159 / (float)180)) * Planet1.posZ, 0.0f, (float)sin(l * ((float)3.14159 / (float)180)) * Planet1.posZ);
        
    }
    glEnd();
    
    glPushMatrix();
    
    // 地球
    // 坐標(biāo)變換，使地球在公轉(zhuǎn)軌道上轉(zhuǎn)
    glRotatef(Planet1.SolarAngle, 0, -1, 0); //旋轉(zhuǎn)
    glTranslatef(Planet1.posX, Planet1.posY, Planet1.posZ); //平移
    glRotatef(Planet1.OwnAxisAngle, 0, -1, 0);
    
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 1); //設(shè)置紋理
    
    GLUquadricObj* q = gluNewQuadric();
    gluQuadricDrawStyle(q, GLU_FILL);
    gluQuadricNormals(q, GLU_SMOOTH);
    gluQuadricTexture(q, GL_TRUE);
    gluSphere(q, Planet1.size, 50, 40); //畫球
    gluDeleteQuadric(q);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);


    // 月球
    glRotatef(Planet2.SolarAngle, 0, 1, 0);
    glTranslatef(0.5*Planet2.posX, 0.5*Planet2.posY, 0.5*Planet2.posZ);
    glRotatef(Planet2.OwnAxisAngle, 0, -1, 0);
    glRotatef(90.0, 1.0, 0.0, 0.0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 2);
    GLUquadricObj* q2 = gluNewQuadric();
    gluQuadricDrawStyle(q2, GLU_FILL);
    gluQuadricNormals(q2, GLU_SMOOTH);
    gluQuadricTexture(q2, GL_TRUE);
    gluSphere(q2, Planet2.size, 50, 40);
    gluDeleteQuadric(q2);
  
    glPopMatrix();
    
    
    glLoadIdentity();
    draw_sun(); //繪制太陽
    gluLookAt(R * cos(b / 180 * 3.1415926) * sin(a / 180 * 3.1415926), R * sin(b / 180 * 3.1415926), R * cos(b / 180 * 3.1415926) * cos(a / 180 * 3.1415926), 0.0, 0.0, 0.0, cos((90 - b) / 180 * 3.1415926) * sin((a + 180) / 180 * 3.1415926), sin((90 - b) / 180 * 3.1415926), cos((90 - b) / 180 * 3.1415926) * cos((a + 180) / 180 * 3.1415926)); //觀察角度
    
    glutSwapBuffers();
}

void reshape(int w, int h)
{
    glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(45.0, (GLfloat)w / (GLfloat)h, 0.1, 20.0);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    
}

void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
    switch (key) {
            
        case 'w':
            R -= 0.1;
            break;
        case 's':
            R += 0.1;
            break;
        case 27:
            exit(0);
            break;
        default:
            break;
    }
}

void processMouse(int button, int state, int x, int y)
{
    if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN)
    {
        start = 1;
        ori_x = x;
        ori_y = y;
        
    }
    if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_UP)
    {
        start = 0;
        
        
    }
    
}

void onMouseMove(int x, int y)
{
    if (start == 1)
    {
        a -= (x - ori_x) / 2;
        b += (y - ori_y) / 2;
        
        ori_x = x;
        ori_y = y;
        
    }
    
    
}

int main(int argc, char** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
    glutInitWindowSize(1000, 600);
    glutInitWindowPosition(100, 100);
    glutCreateWindow(argv[0]);
    init();
    
    glutDisplayFunc(display);
    glutIdleFunc(display);
    draw_sun();
    glutReshapeFunc(reshape);
    glutKeyboardFunc(keyboard);
    glutMouseFunc(processMouse);
    glutMotionFunc(onMouseMove);
    
    
    glutMainLoop();
    return 0;
}

項(xiàng)目一（選）（git上偷的太陽系）：

#define GL_SILENCE_DEPRECATION
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <GLUT/glut.h>
#include<math.h>
#include<time.h>

#define PI 3.14
float angleMoon=0.0, angleEarth=0.0,angleAstroid=0.0,
angleMars=0.0,
angleMercury=0.0,
angleVenus=0.0,
angleJupiter=0.0,
angleSaturn=0.0,
angleUranus=30.0,
angleNeptune=60.0;
GLfloat sx=0.2,sy=0.2,sz=0.2;
int planet1;
GLfloat black[]={0.0f,0.0f,0.0f,1.0f};
GLfloat white[]={1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};
GLfloat blue[]={0.0f,0.0f,0.9f,1.0f};
GLfloat er[]={0.0f,5.0f,0.9f,1.0f};
GLfloat yellow[]={0.7f,0.2f,0.0f,1.0f};
GLfloat qAmb[]={0.1,0.1,0.1,1.0};
GLfloat qDif[]={1.0,1.0,1.0,1.0};
GLfloat qSpec[]={.50,.50,.50,.10};
GLfloat qPos[]={0,0,0,0.1};
GLfloat sc[8]={0.295 , 0.40,0.50, 0.60,0.80,1.0,1.05,1.13};
double ang=2*PI/300;
double angular=2*PI/50;


void initLighting()
{
    //glMaterialfv(GL_FRONT,GL_AMBIENT,yellow);
    //glMaterialfv(GL_FRONT,GL_SPECULAR,yellow);
    glEnable(GL_LIGHTING);
    glEnable(GL_LIGHT7);
    
    glLightfv(GL_LIGHT7,GL_AMBIENT,qAmb);
    glLightfv(GL_LIGHT7,GL_DIFFUSE,qDif);
    glLightfv(GL_LIGHT7,GL_SPECULAR,qSpec);
    //glMaterialfv(GL_FRONT,GL_DIFFUSE,yellow);
}
void myinit()
{
    glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0); //backgroundcolor is green
    //gluOrtho2D(0,699,0,699);
    glPointSize(1.0);
    glLineWidth(2.0);
    
}

void background()
{
    glBegin(GL_QUADS);
    glColor3f(0.0,0.00,0.00);
    glVertex3f(-01.00,01.00,1);
    glColor3f(.20,0.0,0.70);
    glVertex3f(01.00,1.00,1);
    glColor3f(0,0.0,0.0);
    glVertex3f(1.00,-1.00,1);
    glColor3f(.70,.10,.20);
    glVertex3f(-1.00,-1.00,1);
    glEnd();
}

void orbit()
{
    glColor3f(0.5,0.5,0.5);
    
    
    int i=0;
    for(i=0;i<8;i++){
        glPushMatrix();
        if(i==5)
        {glRotatef(45,1.0,0.0,0.0);}
        else
        {glRotatef(63,1.0,0.0,0.0);}
        glScalef(sc[i],sc[i],sc[i]);
        glBegin(GL_POINTS);
        double ang1=0.0;
        int i=0;
        for(i=0;i<300;i++)
        {glVertex2d(cos(ang1),sin(ang1));
            ang1+=ang;  }
        glEnd();
        glPopMatrix();
    }
}

void draw(void)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    background();
    orbit();
    glLoadIdentity();
    glPushMatrix();
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
    glPushMatrix();
    glColor3f(0.7,0.5,0.0);
    glScalef(sx,sy,sz);
    glLightfv(GL_LIGHT7,GL_POSITION,qPos);
    glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_EMISSION,yellow);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_EMISSION,black);
    glPopMatrix();
    
    glScalef(0.2,0.2,0.2);
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleMercury,0.0,1.0,-0.5);
    glTranslatef(1.5,0.0,0.0);
    glColor3f(1.0,0.9,0.0);
    glScalef(0.08,0.08,0.08);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPopMatrix();
    
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleVenus,0.0,1.0,-0.5);
    glTranslatef(2.0,0.0,0.0);
    glColor3f(0.9,0.1,0.0);
    glScalef(0.1,0.1,0.1);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPopMatrix();
    
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleEarth,0.0,1.0,-0.5);
    glTranslatef(2.5,0.0,0.0);
    glColor3f(0.0,0.1,0.7);
    glScalef(0.23,0.23,0.23);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleMoon,0.0,0.1,0.05);
    glTranslatef(1.3,0.0,0.0);
    glColor3f(1.0,1.0,1.0);
    glScalef(0.5,0.5,0.5);
    glutSolidSphere(0.5,50,50);
    glPopMatrix();//moon made
    glPopMatrix();//earth made
    
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleMars,0.0,1.0,-0.5);
    glTranslatef(-3.0,0.0,0.0);
    glColor3f(0.05,0.05,0.01);
    glScalef(0.17,0.17,0.17);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPopMatrix();
    
    glPushMatrix();
    glColor3f(3.30,3.30,3.30);
    glRotatef(63,1.0,0.0,0.0);
    int j=0,i=0,div=90;float siz=2;
    float scl[4]={3.3,3.4,3.35,3.2};
    for(j=0;j<4;j++)
    {glPushMatrix();siz-=0.3;
        glPointSize(siz);
        glScalef(scl[j],scl[j],scl[j]);
        glBegin(GL_POINTS);
        double ang1=0.0 -angleAstroid,a=(2*PI)/div;
        for(i=0;i<div;i++)
        {glVertex2d(cos(ang1),sin(ang1));
            ang1+=a;  }
        div+=10;
        glEnd();
        glPopMatrix();
    }
    glPopMatrix();//astroid made
    
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleJupiter,0.0,1.0,-0.5);
    glTranslatef(-4.0,0.0,0.0);
    glColor3f(0.4,0.2,0.0);
    glScalef(0.5,0.5,0.5);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleMoon,1.0,-0.5,0.0);
    glTranslatef(0.0,0,1.1);
    glColor3f(1.0,1.0,1.0);
    glScalef(0.1,0.1,0.1);
    glutSolidSphere(0.5,50,50);
    glPopMatrix();//moon made
    glPopMatrix();
    
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleSaturn,0.0,1.0,-1.0);
    glTranslatef(-5.0,0.0,0.0);
    glColor3f(0.9,0.0,0.0);
    glScalef(0.4,0.4,0.4);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPushMatrix();
    glRotatef(45,1.0,0.0,0.0);
    glPointSize(3);
    glColor3f(5.0,3.0,1.0);
    glScalef(1.2,1.2,1.2);
    glBegin(GL_POINTS);
    double ang1=0.0;
    i=0;
    for(i=0;i<50;i++)
    {glVertex2d(cos(ang1),sin(ang1));
        ang1+=angular;  }
    glEnd();
    
    glPointSize(2);
    glPopMatrix();//ring made
    glPopMatrix();
    
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleUranus,0.0,1.0,-0.5);
    glTranslatef(5.2,0.0,0.0);
    glColor3f(0.0,0.5,0.9);
    glScalef(0.23,0.23,0.23);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPopMatrix();
    
    glPushMatrix();
    glRotatef(angleNeptune,0.0,1.0,-0.5);
    glTranslatef(-5.7,0.0,0.0);
    glColor3f(0.0,0.0,0.9);
    glScalef(0.2,0.2,0.2);
    glutSolidSphere(1,50,50);
    glPopMatrix();
    
    
    glPopMatrix();
    glFlush();
}


void update(int value){
    
    if((angleMoon>=0 && angleMoon<180) )
    {sx-=0.0003;sy-=0.0003;sz-=0.0003;}
    else{sx+=0.0003;sy+=0.0003;sz+=0.0003;}
    
    
    angleMoon+=2;
    if(angleMoon>360){
        angleMoon-=360;}
    angleEarth+=0.7;
    if(angleEarth>360){
        angleEarth-=360;}
    angleMercury+=2;
    if(angleMercury>360){
        angleMercury-=360;}
    angleVenus+=0.9;
    if(angleVenus>360){
        angleVenus-=360;}
    angleMars+=0.5;
    if(angleMars>360){
        angleMars-=360;}
    angleJupiter+=0.2;
    if(angleJupiter>360){
        angleJupiter-=360;}
    angleSaturn+=0.1;
    if(angleSaturn>360){
        angleSaturn-=360;}
    
    
    angleUranus+=0.05;
    if(angleUranus>360){
        angleUranus-=360;}
    
    
    angleNeptune+=0.02;
    if(angleNeptune>360){
        angleNeptune-=360;}
    
    
    angleAstroid+=0.002;
    if(angleAstroid>360){
        angleAstroid-=360;}
    
    
    glutPostRedisplay();
    glutTimerFunc(20,update,0);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    glutInit(&argc,argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);
    glutInitWindowPosition(0,0);
    glutInitWindowSize(700,700);
    glutCreateWindow("Solar System");
    initLighting();
    myinit();
    glutDisplayFunc(draw);
    glutTimerFunc(25,update,0);
    glutMainLoop();
    return 0;
}

項(xiàng)目二（B樣條）：

#define GL_SILENCE_DEPRECATION
#include<vector>
#include<GLUT/glut.h>
using namespace std;

int sta = 0;//狀態(tài)顯示
struct Point
{
    int x;
    int y;
};


vector<Point> p;

void Bspline(Point a, Point b, Point c, Point d) {
    glPointSize(2);
    glColor3d(0, 0, 0);
    glBegin(GL_LINE_STRIP);
    for (int i = 0; i <= 1000; i++)
    {
        double t = 0.001 * i;
        double r[4];
        r[0] = -t * t * t + 3 * t * t - 3 * t + 1;
        r[1] = 3 * t * t * t - 6 * t * t + 4;
        r[2] = -3 * t * t * t + 3 * t * t + 3 * t + 1;
        r[3] = t * t * t;
        double x = 0, y = 0;
        
        x += r[0] * a.x + r[1] * b.x + r[2] * c.x + r[3] * d.x;
        y += r[0] * a.y +r[1] * b.y + r[2] * c.y + r[3] * d.y;
        x /= 6.0;
        y /= 6.0;
        glVertex2d(x,y);
    }
    glEnd();
}

void Display()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    //畫點(diǎn)
    glPointSize(7);
    glColor3d(0, 0, 1);
    glBegin(GL_POINTS);
    for (int i = 0; i < p.size(); i++)
        glVertex2d(p[i].x, p[i].y);
    glEnd();
    //畫線
    glLineWidth(2);
    glColor3d(1, 0, 1);
    glBegin(GL_LINE_STRIP);
    for (int i = 0; i < p.size(); i++)
        glVertex2d(p[i].x, p[i].y);
    glEnd();

    if (sta == 1 && p.size() >= 3)
        for (int i = 0; i < p.size() - 3; i++)
            Bspline(p[i], p[i + 1], p[i + 2], p[i + 3]);

    glFlush();
}



void Mouse(int button, int state, int x, int y)
{
    if (sta == 0 && button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN)
    {
        Point t;
        t.x = x; t.y = y;
        p.push_back(t);
        glutPostRedisplay();
    }
    if (sta == 0 && button == GLUT_RIGHT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) {
        sta = 1;
        glutPostRedisplay();
    }
    
}

void Keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
    if (key == 'd')
    {
        glClearColor(1, 1, 1, 0);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        p.clear();
        sta = 0;
        glutPostRedisplay();
    }
}

void Reshape(int w, int h)
{
    glViewport(0, 0, w, h);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluOrtho2D(0, w, h, 0);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
    glutInitWindowPosition(100, 100);
    glutInitWindowSize(600, 600);
    glutCreateWindow("B樣條曲線");
    glClearColor(1, 1, 1, 0);
    glutDisplayFunc(Display);
    glutReshapeFunc(Reshape);
    glutMouseFunc(Mouse);
    glutKeyboardFunc(Keyboard);

    glutMainLoop();
    return 0;
}

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