计算机图形学：皮球运动动画实现

"该文档是关于使用计算机图形学制作皮球运动动画的教程，作者为蒋健波，属于信息科学与技术学院10计科（1）班的课程项目。文档详细介绍了如何设计并实现一个皮球从抛出、落地、弹起到静止的动画效果，其中涉及到动画原理、圆的绘制以及OpenGL编程技术。动画效果基于视觉残留效应，而皮球的形状则采用中点画圆算法进行绘制。文档还提到了程序的流程和关键函数，如`Init()`、`myDisplay()`、`RenderScene()`和`TimerFunction()`，并给出了部分源代码片段。" 在计算机图形学中，皮球运动动画的制作涉及到多个关键知识点： 1. **动画原理**：动画的动态效果主要依赖于人眼的视觉残留效应，即短时间内连续呈现的静态图像会让人脑产生连续运动的错觉。这一原理被广泛应用于电影、电视和计算机游戏中。 2. **中点画圆算法**：这是一种用于在屏幕上绘制圆形的有效方法，通过不断更新像素来逼近圆形边界。在给定圆心坐标(x0, y0)和半径r的情况下，算法可以精确地画出一个圆形。 3. **OpenGL**：OpenGL是一个跨语言、跨平台的编程接口，用于渲染2D、3D图形。在这个项目中，它被用来创建和控制图形显示，例如设置背景颜色、绘制圆以及管理动画帧的更新。 4. **颜色和光照模型**：在程序中，定义了结构体`Color`来存储皮球的颜色，并使用`KaIa`、`Kd`、`n`以及`H`、`light`、`mLight`和`mColor`来表示颜色系数和光照参数。这些在图形渲染中用于计算物体表面的颜色，模拟真实世界的光照效果。 5. **程序流程与函数**： - `Init()`函数通常用于初始化OpenGL环境，设置初始状态。 - `myDisplay()`函数用于重绘场景，当需要更新屏幕内容时调用。 - `RenderScene(void)`负责渲染实际的场景，包括皮球的运动轨迹。 - `TimerFunction(int value)`作为计时器回调函数，控制动画帧率，使得皮球能按照设定的速度和轨迹运动。 6. **变量定义**：`cx`、`cy`、`cr`分别代表皮球初始的水平位置、垂直高度和半径；`windowswidth`和`windowshight`定义了窗口的尺寸。`xstep`可能用于控制皮球在水平方向上的移动步长。 7. **OpenGL函数**： - `glClearColor`设置背景颜色。 - `glLoadIdentity()`加载单位矩阵，常用于清空当前矩阵栈。 通过这个项目，学生能够学习到计算机图形学的基本概念，如动画制作、几何形状绘制、颜色处理以及使用OpenGL进行实时渲染。同时，也锻炼了编程和问题解决能力。