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基于C++OpenGL实现的小桌茶壶纹理图形绘制-创新互联

资源下载地址：https://download.csdn.net/download/sheziqiong/85628707
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在OpenGL消隐和光照实验的基础上，通过实现实验内容，掌握OpenGL中纹理的使用，并验证课程中关于纹理的内容。

实验内容和原理

使用Visual Studio C++编译已有项目工程。

模型尺寸不做具体要求。要求修改代码达到以下要求：

1.通过设置纹理，使得茶壶纹理为：

在这里插入图片描述

2.使得桌子纹理为：

3.对茶壶实现纹理和光照效果的混合

4.自己用代码产生一张纹理，并贴在茶壶表面，效果类似：

在这里插入图片描述

5.在桌面上实现两张纹理的叠合效果(附加项，完成可加分)：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

提示：glSolidCube()并不会为多边形指定纹理坐标，因此需要自己重写一个有纹理坐标的方块函数。另外，此实验需要用到 #include

主要仪器设备

Visual Studio C++

glut.zip

模板工程

操作方法和实验步骤

具体步骤按照参考资料的提示，对茶壶和桌子的纹理进行设置和更新。

读入纹理贴图部分的代码很像上学期DIP（图像信息处理）课上对于bmp文件的读写操作，所以就不再赘述。

加载纹理函数部分：

在这里插入图片描述

重点函数：

voidglBindTexture(GLenum target,GLuint texture); 将一个命名的纹理绑定到一个纹理目标上，参数target指定绑定目标，参数texture指定纹理的名字。

glBindTexture允许我们向GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_3D, GL_TEXTURE_1D_ARRAY, GL_TEXTURE_2D_ARRAY, GL_TEXTURE_RECTANGLE, GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY, GL_TEXTURE_BUFFER, GL_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE or GL_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE_ARRAY 绑定一张纹理。当把一张纹理绑定到一个目标上时，之前对这个目标的绑定就会失效。纹理名字是一个无符号整数。值0是被保留的，它代表了每一个纹理目标的默认纹理。对于当前的GL渲染上下文中的共享对象空间，纹理名称以及它们对应的纹理内容是局部的；只有在显式开启上下文之间的共享，两个渲染上下文才可以共享纹理名称。

Mipmap——可以提高渲染性能与提升场景视觉质量的一个较为优秀的纹理技术，可以解决常见的闪烁和性能等问题。用glTexParameteri()函数就可以通过纹理参数来控制要加载的层级范围。

实验中用到的过滤方式：GL_TEXTURE_MAG_FILTER: 放大过滤， GL_TEXTURE_MIN_FILTER: 缩小过滤；GL_NEAREST：在mip基层上使用最近邻过滤。实际上，Mipmap的纹理过滤的方式还有如下：

常量描述
GL_NEAREST在mip基层上使用最邻近过滤
GL_LINEAR在mip基层上使用线性过滤
GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST选择最邻近的mip层，并使用最邻近过滤
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR在mip层之间使用线性插值和最邻近过滤
GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST选择最邻近的mip层，使用线性过滤
GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR在mip层之间使用线性插值和使用线性过滤，又称三线性mipmap

其中GL_NEAREST_MIPMAP_NEAAREST具有很好的性能，也能够解决闪烁的问题，但在视觉效果上会比较差。其中GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST常用于游戏加速，使用了质量较高的线性过滤，和快速的选择的方式(最邻近方式）。

GL_APICALL void GL_APIENTRY glTexImage2D(GLenum target, GLint level, GLenum internalformat, GLsizei width, GLsizei height, GLint border, GLenum format, GLenum type, const void* pixels);

参数说明：

  • target 指定目标纹理，这个值必须是GL_TEXTURE_2D。

  • level 执行细节级别。0是最基本的图像级别，n表示第N级贴图细化级别。

  • internalformat 指定纹理中的颜色组件。可选的值有GL_ALPHA,GL_RGB,GL_RGBA,GL_LUMINANCE, GL_LUMINANCE_ALPHA 等几种。

  • width 指定纹理图像的宽度，必须是2的n次方。纹理图片至少要支持64个材质元素的宽度

  • height 指定纹理图像的高度，必须是2的m次方。纹理图片至少要支持64个材质元素的高度

  • border 指定边框的宽度。必须为0。

  • format 像素数据的颜色格式, 不需要和internalformatt取值必须相同。可选的值参考internalformat。

  • type 指定像素数据的数据类型。可以使用的值有GL_UNSIGNED_BYTE,GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5,GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4,GL_UNSIGNED_SHORT_5_5_5_1。

  • pixels 指定内存中指向图像数据的指针

定义纹理函数：

贴纹理并注意和光照效果混合（以茶壶为例），注意到增加了操作控制切换纹理与灯光的布尔量：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8ZN4tKYR-1655101678346)(https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2022/6/12/7a07d863f0fec69ab619788371ec7fb7.writebug)]

重点函数：纹理映射voidglTexEnvf(GLenumtarget,GLenumpname,GLfloatparam); 对于贴了纹理的模型，可以使用glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE,XX)来指定纹理贴图和材质混合的方式，从而产生特定的绘制效果。（XX为混合方式参数，OpenGL默认为GL_REPLACE，即只使用纹理）我们使用GL_MODULATE参数模式是把纹理元素的颜色乘以几何图元（进行光照计算之后）的颜色。通过这种模式，我们可以用彩色的几何图形与纹理结合来产生不同的效果。

至此，本次实验重头戏都已经完成，下面是加分项——纹理叠合的实现。

多纹理混合的实现原理：在OpenGL中通过ARB_multitexture和ARB_texture_env_combine扩展来实现多纹理混合。分为以下几个步骤：

  1. 计算3个纹理各自的贡献，并将它们编码进顶点的颜色中，这样颜色的RGB部分控制纹理阶段0和1间的插值，颜色的ALPHA控制纹理阶段1和2间的插值。

  2. 使用GL_ARB_multitexture将3个纹理同时应用到物体表面。

  3. 将第一个纹理设为纹理阶段0。

  4. 在纹理阶段1，使用GL_INTERPOLATE_ARB在纹理阶段0的输出（第一个纹理）和阶段1的纹理之间用GL_SRC_COLOR（颜色的RGB部分）进行线性插值。

  5. 在纹理阶段2，使用GL_INTERPOLATE_ARB在纹理阶段1的输出（第一个纹理和第二个纹理的混合体）和阶段2的纹理之间用GL_SRC_COLOR（颜色的ALPHA部分）进行线性插值。

当然现在在新版本的OpenGL中用shader来实现会方便很多……鉴于OpenGL版本问题，我们还是用这几个扩展方法来实现。

混合纹理的设置：

绘制多纹理物体也是采用单独绘制的方法，其中调用了如下函数：

void glActiveTexture(GLenum texUnit); 选择可以由纹理函数进行修改的当前纹理单位，texUnit是一个符号常量，其形式为GL_TEXTUREi，其中i的范围是从0到k-1，k是纹理单位的大数量。
void glMultiTexCoord2f(GLenum texUnit, const TYPE* coords); 将参数coords中的纹理坐标数据（s,t,r,q）用于纹理单位texUnit。texUnit参数所使用的枚举值与glActiveTexture()函数相同。

实验数据记录和处理

（略）

实验结果与分析


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网站名称：基于C++OpenGL实现的小桌茶壶纹理图形绘制-创新互联
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