opengl繪制五星紅旗

2020-01-26 13:24:18

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供稿：網友

本文實例為大家分享了opengl繪制五星紅旗的具體代碼，供大家參考，具體內容如下

主要儀器設備

VisualStudio C++2015

Windows 10環境
opengl庫

操作步驟

1.五星紅旗的各項參數

1) 旗面為紅色，長方形，長與高之比為3:2。
2) 五星的位置參數：
?為便于確定五星之位置，先將旗面對分為四個相等的長方形，將左上方之長方形上下劃為十等分，左右劃為十五等分。如下圖所示：

?大五角星的中心點，在該長方形上五下五、左五右十之處。其畫法為：以此點為圓心，以三等分為半徑作一圓。在此圓周上，定出五個等距離的點，其一點須位于圓之正上方。然后將此五點中各相隔的兩點相聯，使各成一直線。此五直線所構成之外輪廓線，即為所需之大五角星。五角星之一個角尖正向上方。

?四顆小五角星的中心點，第一點在該長方形上二下八、左十右五之處，第二點在上四下六、左十二右三之處，第三點在上七下三、左十二右三之處，第四點在上九下一、左十右五之處。其畫法為：以以上四點為圓心，各以一等分為半徑，分別作四個圓。在每個圓上各定出五個等距離的點，其中均須各有一點位于大五角星中心點與以上四個圓心的各聯結線上。然后用構成大五角星的同樣方法，構成小五角星。此四顆小五角星均各有一個角尖正對大五角星的中心點。

2.繪制大五角星

因為glut無法根據頂點繪制凹多邊形，我只能將圖形拆解，分步繪制。我采用的方式是將五角星分解為10個三角形，共用五角星中心點作為頂點，這樣就可以使用GL_TRIANGLE_FAN（連接成扇形的三角形系列）幾何圖元類型進行填充。對于每一個五角星，我們必須知道的參數只有兩個，中心點和一個外頂點。

注意到，在連續繪制三角形的過程中，重點是根據A點求得B點坐標或者反之，那么根據正弦定理，我們可以求得b邊的長度，根據BC邊的與x軸的夾角以及36°角，我們可以得到A點的坐標。進而可以得到每一個三角形另外兩點的坐標，一個五角星就繪制完成了。

3.繪制小五角星

小五角星的一個頂點必然在小五角星與大五角星的連線上，確定了這個頂點，就可以按照繪制大五角星的方法來繪制它了。
根據大小五角星中心連線，我們又已知小五角星外接圓半徑，就可以輕易求出頂角的坐標了。

4.窗口尺寸變化時圖形不變形

如果不加入這一部分考慮，在對窗口進行縮放時會發生五星紅旗拉伸、變形的情況。于是增加函數glutReshapeFunc以及glOrtho函數。glutReshapFunc用以指定窗口大小調整是的重繪制函數。glOrtho是創建一個正交平行的視景體。changeSize函數是在窗口大小發生變化時要執行的操作。

代碼如下：

#include "gl/glut.h"#include <math.h>const GLfloat PI = 3.1415926f;//定義圓周率void DrawStar(GLfloat px, GLfloat py, GLfloat vx, GLfloat vy,int flag)//位置以及五角星一個外頂點坐標{ glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);//繪制一系列三角形 GLfloat vtx[12], vty[12];//1個中心點，10個頂點，頂點的第一個和最后一個相同，其中奇數下標是外頂點，偶數下標是內頂點 vtx[0] = px;//已知的中心點 vty[0] = py; vtx[1] = vx;//已知的第一個外頂點 vty[1] = vy; GLfloat length1 = sqrt((px - vx)*(px - vx) + (py - vy)*(py - vy));//中心點到外頂點的長度 GLfloat length2 = length1*sin(0.1*PI) / sin(126.0 / 180 * PI); //計算剩下的所有頂點 double init = atan((vty[1] - vty[0]) / (vtx[1] - vtx[0]));//頂點與中心點連線與x軸的角度 if (flag) init = init - PI; for (int i = 2; i < 12; i++) {  init = init - 0.2*PI; if (i % 2 == 0) {//內頂點  vtx[i] = length2*cos(init) + vtx[0];  vty[i] = length2*sin(init) + vty[0]; } else {//外頂點  vtx[i] = length1*cos(init) + vtx[0];  vty[i] = length1*sin(init) + vty[0]; } } for (int i = 0; i < 12; i++) //設置頂點 glVertex3f(vtx[i], vty[i], 0.5); glEnd();}void display(){ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//完成清除窗口的任務 //繪制紅旗 glColor3f(1, 0, 0);//確定繪制物體時使用的顏色:紅色 glBegin(GL_QUADS); glVertex3f(-0.75, 0.5, 0.5);//位于z=0.5平面的矩形 0.5是相對值 glVertex3f(0.75, 0.5, 0.5); glVertex3f(0.75, -0.5, 0.5); glVertex3f(-0.75, -0.5, 0.5); glEnd(); //繪制星星 glColor3f(1.0, 1.0, 0.0);//設置顏色為黃色 GLfloat px[5] = { -1.5 / 3,-0.75 / 3,-0.75 / 5,-0.75 / 5,-0.75 / 3 }; GLfloat py[5] = { 0.25,0.4,0.3,0.15,0.05 }; GLfloat vx[5] = { -1.5 / 3 }; GLfloat vy[5] = {0.4};//五星的中心點和其中指定頂點 //計算其余四星的頂點 for (int i = 1; i < 5; i++) { vx[i] = px[i]-0.05*cos(atan((py[0] - py[i]) / (px[0] - px[i]))); vy[i] = py[i]-0.05*sin(atan((py[0] - py[i]) / (px[0] - px[i]))); } //繪制 DrawStar(px[0], py[0], vx[0], vy[0], 0); DrawStar(px[1], py[1], vx[1], vy[1], 1); DrawStar(px[2], py[2], vx[2], vy[2], 1); DrawStar(px[3], py[3], vx[3], vy[3], 1); DrawStar(px[4], py[4], vx[4], vy[4], 1); glutSwapBuffers();//交換緩沖區}void changeSize(GLsizei w, GLsizei h){ if (h == 0) h = 1; glViewport(0, 0, w, h); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); int dis = w < h ? w : h; glViewport(0, 0, dis, dis);  glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -1.5, 1.5); if (w <= h) glOrtho(-1.0, 1.0, 1.0,1.0* h / w, 1.0, -1.0); else glOrtho(-1.0, 1.0 * w / h, 1.0, 1.0, 1.0, -1.0);  glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity();}int main (int argc, char *argv[]){ glutInit(&argc,argv);//對glut函數庫進行初始化 glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_DOUBLE);//指定glutCreateWindow函數將要創建的窗口顯示模式 RGB模式 雙緩沖 glutInitWindowPosition(10, 10);//指定窗口位置，窗口的一個角相對整個屏幕的位置 glutInitWindowSize(400,400);//指定窗口大小，只是一種提示，有可能被其他窗口覆蓋 glutCreateWindow("Simple GLUT App");//打開設置好的窗口，進入glutMainLoop之前這個窗口不會顯示  glOrtho(1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, -1.0); glutReshapeFunc(changeSize);  //注冊窗口大小改變時回調函數 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//完成清除窗口的任務 glutDisplayFunc(display);//與注冊相關的回調函數，指定當窗口內容需要重繪時要調用的函數 glutMainLoop();//進入GLUT事件處理循環，永遠不會返回  return 0;}

實驗結果：