А.А. Богуславский, С.М. Соколов
Основы программирования
на языке Си++
Часть II. Основы программирования
трехмерной графики
(для студентов физико-математических факультетов
педагогических институтов)
Коломна, 2002
ББК 32.97я73 Рекомендовано к изданию
УДК 681.142.2(075.8) редакционно-издательским советом
Б 73 Коломенского государственного
педагогического института
Богуславский А.А., Соколов С.М.
Б73 Основы программирования на языке Си++: Для студентов физико-математических факультетов педагогических институтов. – Коломна: КГПИ, 2002. – 490 с.
Пособие предназначено для обучения студентов, обладающих навыками пользовательской работы на персональном компьютере, основным понятиям и методам современного практического программирования. Предметом изучения курса является объектно-ориентированное программирование на языке Си++ в среде современных 32-х разрядных операционных систем семейства Windows. Программа курса разбита на 4 части: (1) Введение в программирование на языке Си++; (2) Основы программирования трехмерной графики; (3) Объектно-ориентированное программирование на языке Си++ и (4) Программирование для Microsoft Windows с использованием Visual C++ и библиотеки классов MFC.
После изучения курса студент получает достаточно полное представление о содержании современного объектно-ориентированного программирования, об устройстве современных операционных систем Win32 и о событийно-управляемом программировании. На практических занятиях вырабатываются навыки программирования на Си++ в интегрированной среде разработки Microsoft Visual C++ 5.0.
Рецензенты:
И.П. Гиривенко – к.т.н., доцент, зав. кафедрой информатики и вычислительной техники Рязанского государственного педагогического университета им. С.А. Есенина.
А.А. Шамов – к.х.н., доцент кафедры теоретической физики Коломенского государственного педагогического института.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 5
ЛЕКЦИЯ 1. Библиотека OpenGL 6
1. Назначение библиотеки OpenGL 6
2. Основные возможности OpenGL 7
3. Макет консольного приложения, использующего библиотеку GLAUX 8
4. Имена функций OpenGL 9
5. Системы координат 10
6. Пример выполнения модельных преобразований 15
7. Сводка результатов 17
8. Упражнения 17
ЛЕКЦИЯ 2. Генерация движущихся изображений 20
1. Анимация с двойной буферизацией 20
2. Обработка событий клавиатуры и мыши 23
3. Композиция нескольких преобразований 25
4. Сводка результатов 31
5. Упражнения 31
ЛЕКЦИЯ 3. Геометрические примитивы 33
1. Служебные графические операции 33
2. Описание точек, отрезков и многоугольников 35
3. Свойства точек, отрезков и многоугольников 39
4. Сводка результатов 46
5. Упражнения 46
ЛЕКЦИЯ 4. Полигональная аппроксимация поверхностей 48
1. Векторы нормали 48
2. Некоторые рекомендации по построению полигональных аппроксимаций поверхностей 48
3. Пример: построение икосаэдра 50
4. Плоскости отсечения 55
6. Сводка результатов 57
7. Упражнения 57
ЛЕКЦИЯ 5. Цвет и освещение 59
1. Цветовая модель RGB 59
2. Задание способа закраски 59
3. Освещение 61
4. Освещение в реальном мире и в OpenGL 61
5. Пример: рисование освещенной сферы 63
6. Создание источников света 66
4. Сводка результатов 70
5. Упражнения 72
ЛЕКЦИЯ 6. Свойства материала и спецэффекты освещения 73
1. Задание свойств материала 73
2. Смешение цветов и прозрачность 78
3. Туман 82
4. Сводка результатов 84
5. Упражнения 86
ЛЕКЦИЯ 7. Растровые объекты: изображения и текстуры 87
1. Вывод изображений в буфер OpenGL 87
2. Назначение текстур 88
3. Создание текстуры в оперативной памяти 89
4. Автоматическое повторение текстуры на плоском многоугольнике 94
5. Наложение текстуры на произвольную поверхность 95
6. Сводка результатов 97
7. Упражнения 98
ЛЕКЦИЯ 8. Примеры программ с использованием OpenGL 100
1. Имитация трехмерного ландшафта 100
2. Объемный "тетрис" 101
Литература 106