OpenGL实战：构建交互式机器人模型

"OpenGL实例教程——3D图形编程工具与机器人作业" 在本次“3D图形编程工具”课程中，学生将通过使用C语言和OpenGL来实现一个可活动、交互式的人形机器人，以此来深入理解和实践一系列关键的计算机图形学概念。这个项目的主要目标包括以下几个方面： 1. **层次建模（Hierarchical Modelling）**：在设计人形机器人时，需要创建一个分层次的结构，允许关节和各个部件独立运动，模仿真实世界的机械结构。这通常涉及创建一个对象树，其中根节点代表整个机器人，子节点表示各个部分如手臂、腿、头部等。 2. **模型渲染（Model Rendering）**：使用OpenGL进行模型渲染，需要理解顶点坐标、多边形表示、纹理映射等概念，以生成逼真的3D图像。OpenGL提供了丰富的函数，如glBegin()和glEnd()用于定义多边形，glColor()用于指定颜色，以及glTexCoord()用于应用纹理。 3. **视图变换（Viewing Transformations）**：为了让用户从不同角度观察机器人，需要进行视图变换，包括平移、旋转和缩放。OpenGL中的glTranslatef()、glRotatef()和glScalef()等函数用于实现这些变换。 4. **光照处理（Lighting）**：为了增加视觉效果，项目第二部分会涉及光照模型的实现。OpenGL提供光照模型，如GL_LIGHT0，以及设置光源位置、颜色和类型的函数，如glLightfv()。同时，需要理解表面材质属性，如镜面反射、漫反射和环境光。 5. **交互性（Interactivity）**：通过键盘、鼠标或其他输入设备，用户应能控制机器人的动作和视角。这涉及到事件处理，通常通过GLUT库实现，如glutKeyboardFunc()和glutMotionFunc()。 6. **动画（Animation）**：利用定时器和状态更新来实现机器人的动态行为。例如，可以使用glutTimerFunc()创建定时器，并在回调函数中更新模型的状态，然后调用glutPostRedisplay()重新绘制场景。 项目分为两部分，第一部分涵盖实验室3到5，主要任务是建立3D模型，实现基本的渲染、动画和交互功能。第二部分（实验室6到8）将添加光照效果。每个实验的成果应该保存在对应的文件夹中，包含源代码、Makefile和编译后的应用程序，以便于评估和调试。 通过这个项目，学生不仅可以掌握OpenGL编程的基础，还能体验到3D图形编程的魅力，同时锻炼解决问题和项目管理的能力。