太阳、月球、地球模型.doc

实验六

实验目的与要求：

实现太阳、地球、月球的运动模型。

创建一个球体动画，实现自由落体运动。

实验内容：

通过不断修改旋转角度参数来实现天地运动；

创建一个球体动画，使其在窗口内做自由落体，并在撞击到地面后弹回原来的高度

实验步骤：

相关算法及原理描述：

动画的实现是通过不断修改旋转变换的角度参数来实现的。在实现动画时，需要创建一个循环，在每次调用显示回调函数之前改变角度参数的值，使地球和月球看起来像绕着原子旋转。为了不断地调用显示回调函数，需要利用GLUT库中的函数：

voidTimerFunc(unsignedintmsecs,(*func)(intvalue),intvalue);

指定一个定时器回调函数，即经过msecs毫秒后由GLUT调用指定的函数，并将value值传递给它。被定时器调用的函数原型为：

voidTimerFunction(intvalue);

但是，这个函数与其他的回调函数不一样，该函数只能调用一次。为了实现连续的动画，必须在定时器函数中再次设置定时器回调函数。

为了使动画效果更好，需要使用双缓存技术，以及深度测试函数。

深度测试即当地球或月球运动到太阳的背面时，由于地球和月球是后绘制的，所以无法被太阳挡住，解决办法是启用深度测试。深度测试是一种移除被挡住表面的有效技术，它的过程是：绘制一个像素时，会给它分配一个值（称为z值），这个值表示它与观察者的距离。然后，如果需要在同一位置上绘制另一个像素，将比较新像素和已经保存在该位置的像素的z值。如果新像素的z值小，即它离观察者更近因而在原来那个像素的前面，原来的像素就会被新像素挡住。这一操作在内部由深度缓冲区完成。为了启用深度测试，只要调用函数：

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

打开深度测试功能。要使用深度测试，必须在创建窗口时指定其具有深度缓冲区，代码为：

glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB|GLUT_DEPTH);

并且，为了使深度缓冲区正常完成深度测试功能，在每次渲染场景时，必须使用函数：

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

消除深度缓冲区。

程序设计：

主要用到的新函数

glEnable(GL_DEPTH_TEST);启用深度测试

glutSolidSphere(50.0f,20,20);画球体

voidTimerFunc(intvalue)指定定时器回调函数

测试结果：

（1）、太阳、地球、月亮运动模型:

（2）、小球自由落体

实验总结：

通过此次的实验了解怎么在opengl中实现动画和深度测试。此次的实验有一定的难度。特别是小球自由落体运动的动画，开始的时候基本没想法。通过查看资料，才对其有一点理解，但还不是很懂，只是在查阅的资料的基础上做了一些修改，并没有太大的改动。

但是此次的实验，完全可以和后面两章的内容结合，使用光照模型，绘制出具有真实感的图形。

附录：

（1）、太阳、地球、月亮运动模型

#includegl/glut.h

floatfElect1=2.0f;//地球绕太阳的旋转角度

floatfElect2=24.0f;//月球绕地球的旋转角度

voidInitial()

{

glEnable(GL_DEPTH_TEST);//启用深度测试

glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f,0.8f);//背景为黑色

}

voidChangeSize(intw,inth)

{

GLfloatfAspect;

if(0==h)

h=1;

glViewport(0,0,w,h);//设置视区尺寸

glMatrixMode(GL_PROJECTION);//指定当前操作投影矩阵堆栈

glLoadIdentity();//重置投影矩阵

fAspect=(float)w/(float)h;//计算视区的宽高比

gluPerspective(45.0f,fAspect,1.0f,1000.0f);//指定透视投影的观察空间

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

}