第3关：OpenGL直线绘制

一.任务描述

根据下面要求，在右侧修改代码，绘制出预期输出的图片。平台会对你编写的代码进行测试。

1.本关任务

理解基本图形元素光栅化的基本原理； 了解和使用OpenGL的生成直线的命令，来验证程序运行结果。

2.预期输出

3.具体要求

(1).背景色为黑色，用 glclearcolor 来完成； (2).绘制一个矩形，颜色为(1.0f,0.0f,0.0f)，矩形位置（25.0，25.0，75.0，75.0)； (3).绘制一个直径为10的点，颜色为（0.0f, 1.0f, 0.0f)，对应的点坐标为原点； (4).利用GL_LINES的绘线方式绘制一条线，其中线段的两个顶点颜色分别为(0.0f, 1.0f, 0.0f),(0.0f, 1.0f, 0.0f)两个顶点的坐标分别为(100.0f, 0.0f),(180.0f, 240.0f); 5.调用向glutReshapeFunC注册的函数。

二.相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握：上两关知识点、GL_LINES的绘线方式、调用向glutReshapeFunC注册的函数以及虚拟机的使用。

1.OpenGL画线

下面介绍下OpenGL画线的一些基础知识和glutReshapeFunc()函数。

数学上的直线没有宽度，但OpenGL的直线则是有宽度的。同时，OpenGL的直线必须是有限长度，而不是像数学概念那样是无限的。可以认为，OpenGL的“直线”概念与数学上的“线段”接近，它可以由两个端点来确定。这里的线由一系列顶点顺次连结而成，有闭合和不闭合两种。

前面的实验已经知道如何绘“点”，那么OpenGL是如何知道拿这些顶点来做什么呢？是一个一个的画出来，还是连成线？或者构成一个多边形？或是做其它事情呢？为了解决这一问题，OpenGL要求：指定顶点的命令必须包含在glBegin函数之后，glEnd函数之前（否则指定的顶点将被忽略），并由glBegin来指明如何使用这些点。

例如：

1. glBegin(GL_POINTS);
2. glVertex2f(0.0f, 0.0f);
3. glVertex2f(0.5f, 0.0f);
4. glEnd();

则这两个点将分别被画出来。如果将GL_POINTS替换成GL_LINES，则两个点将被认为是直线的两个端点，OpenGL将会画出一条直线。还可以指定更多的顶点，然后画出更复杂的图形。另一方面，glBegin支持的方式除了GL_POINTS和GL_LINES，还有GL_LINE_STRIP，GL_LINE_LOOP，GL_TRIANGLES，GL_TRIANGLE_STRIP，GL_TRIANGLE_FAN等，每种方式的大致效果如图所示：

此外glShadeModel函数为选择平坦或光滑渐变模式。GL_SMOOTH为缺省值，为光滑渐变模式，GL_FLAT为平坦渐变模式。

2.glutReshapeFunc()函数

首次打开窗口、移动窗口和改变窗口大小时，窗口系统都将发送一个事件，以通知程序员。如果使用的是GLUT，通知将自动完成，并调用向glutReshapeFunc()注册的函数。该函数必须完成下列工作：

• 重新建立用作新渲染画布的矩形区域；
• 定义绘制物体时使用的坐标系。

如：

1. void Reshape(int w, int h)
2. {
3. glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
4. glMatrixMode(GL_PROJECTION);
5. glLoadIdentity();
6. gluOrtho2D(0.0, (GLdouble) w, 0.0, (GLdouble) h);
7. }

在GLUT内部，将给该函数传递两个参数：窗口被移动或修改大小后的宽度和高度，单位为像素。glViewport()调整像素矩形，用于绘制整个窗口。接下来三个函数调整绘图坐标系，使左下角位置为（0， 0），右上角为（w, h）。

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开始你的任务吧，祝评测通过！

三、实验代码

// 提示：写完代码请保存之后再进行评测
#include <GL/freeglut.h>
#include<stdio.h>// 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>
// 评测代码所用头文件-结束void myDisplay(void)
{// 请在此添加你的代码/********** Begin ********/glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);//清除颜色,并设为黑色glColor3f(1.0,0.0,0.0);//红色glRectf(25.0,25.0,75.0,75.0);//绘制矩形glPointSize(10);//直径为10glBegin(GL_POINTS);//绘制点glColor3f(0.0,1.0,0.0);//绿色glVertex2f(0.0f,0.0f);//顶点坐标glEnd();//指定的类型结束glBegin(GL_LINES);//绘制线glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//绿色glVertex2f(100.0f,0.0f);//顶点的坐标glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//绿色glVertex2f(180.0f,240.0f);//顶点的坐标glEnd();//指定的类型结束/********** End **********/glFlush();
}
void Init()
{glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glShadeModel(GL_SMOOTH);
}
void myReshape(int w, int h)
{glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(0.0, (GLdouble)w, 0.0, (GLdouble)h);
}int main(int argc, char *argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitWindowPosition(100, 100);glutInitWindowSize(400, 400);glutCreateWindow("Hello Point!");Init();glutDisplayFunc(myDisplay);glutReshapeFunc(myReshape);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_step3/test.jpg", img);return 0;
}