计算机图形学之OpenGL基础图形函数使用及基本图素的生成算法实现

实验要求
设计一个二维卡通任务交互设计系统，实现直线，多边形绘制算法（橡皮筋效果），实现基于鼠标交互的卡通人物设计与绘制。使用颜色填充与反走样技术对卡通人物外貌以及衣着进行绘制。实现对卡通人物轮廓的交互控制，点击鼠标左键可以对人物五官位置进行拖拽移动调整。点击鼠标右键可以对卡通人物进行放缩等操作。

实验结果
本项目分为两个模式

• 一个是画板模式
• 一个是卡通人物交互模式

画板模式下可选择

• 画点
• 画直线
• 画三角形

三个模式，均使用橡皮筋技术来实现

画点模式
画直线模式

画三角形模式

卡通人物交互模式

对人物五官位置进行拖拽移动调整（使用鼠标左键单击拖拽）

对卡通人物进行放缩

• 点击w键 放大
• 点击s键 缩小
• 点击d键 顺时针旋转
• 点击a键 逆时针旋转
  
  以下是主要代码：
  完整代码可下载资源

/*
画圆(内部填充)
N： 点的数量 数量越多圆越平滑
radius：圆的半径
angleStart：圆的起始角度（0-360）
angleEnd：圆的起始角度（0-360）
x、y：圆心坐标
a ：b：a为水平方向，b为垂直方向的比例，通过调整可转化成椭圆
*/
void drawCircle(int N, double radius, int angleStart = 0, int angleEnd = 360, double x = 0, double y = 0, double a = 1, double b = 1) {
	glBegin(GL_POLYGON);
	double start = (double)angleStart / 360.0*N;
	double end = (double)angleEnd / 360 * N;
	for (int i = start; i < end + 1; i++) {
		glVertex2f(x + a * cos(i * 2 * PI / N)*radius, y + b * sin(i * 2 * PI / N) *radius);
	}
	glEnd();
}

/*
画圆(内部不填充)
N： 点的数量 数量越多圆越平滑
radius：圆的半径
angleStart：圆的起始角度（0-360）
angleEnd：圆的起始角度（0-360）
x、y：圆心坐标
a ：b：a为水平方向，b为垂直方向的比例，通过调整可转化成椭圆
*/
void drawCircleLine(int N, double radius, int angleStart = 0, int angleEnd = 360, double x = 0, double y = 0, double a = 1, double b = 1) {
	glBegin(GL_LINE_STRIP);
	double start = (double)angleStart / 360.0*N;
	double end = (double)angleEnd / 360 * N;
	for (int i = start; i < end + 1; i++) {
		glVertex2f(x + a * cos(i * 2 * PI / N)*radius, y + b * sin(i * 2 * PI / N) *radius);
	}
	glEnd();
}

//使熊猫的各个部位以熊猫为中心进行旋转
void rotate(int x, int y, float scale, float theta) {
	//设置中心点，并且通过变换为原来的世界坐标系来进行旋转
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
	glLoadIdentity();
	//绕z轴旋转theta度
	glTranslatef(scale*x, scale*y, 0);
	glRotatef(theta, 0, 0, 1);
	glTranslatef(-scale * x, -scale * y, 0);
}

/*
画熊猫的大脸
*/
void drawFace(int x,int y) {

	rotate(body[0], body[1], scale, theta);

	//白色
	glColor3ub(white[0], white[1], white[2]);
	drawCircle(200, scale*100, 0, 360, scale*x, scale*y, 0.8, 0.7);
}

/*
熊猫的左眼
*/
void drawLeftEye(int x, int y) {

	rotate(body[0], body[1], scale, theta);

	//左眼白
	//白色
	glColor3ub(white[0], white[1], white[2]);
	drawCircle(20, scale * 2, 0, 360, scale*(x-2), scale*(y-3));

	//左眼珠
	//黑色
	glColor3ub(black[0], black[1], black[2]);
	drawCircle(20, scale * 7, 0, 360, scale*x, scale*(y - 5));

	//左黑眼圈
	//深灰色
	glColor3ub(darkGray[0], darkGray[1], darkGray[2]);
	drawCircle(200, scale * 20, 0, 360, scale*x, scale*y, 1, 0.9);

}

/*
熊猫的右眼
*/
void drawRightEye(int x, int y) {

	rotate(body[0], body[1], scale, theta);

	//右眼白
	//白色
	glColor3ub(white[0], white[1], white[2]);
	drawCircle(20, scale*2, 0, 360, scale*(x-2), scale*(y-3));

	//右眼珠
	//黑色
	glColor3ub(0, 0, 0);
	drawCircle(20, scale*7, 0, 360, scale*x, scale*(y - 5));

	//右黑眼圈
	//深灰色
	glColor3ub(darkGray[0], darkGray[1], darkGray[2]);
	drawCircle(200, scale*20, 0, 360, scale*x, scale*y, 1, 0.9);
}

/*
熊猫的鼻子
*/
void drawNose(int x, int y) {

	rotate(body[0], body[1], scale, theta);

	glColor3ub(darkGray[0], darkGray[1], darkGray[2]);
	glBegin(GL_POLYGON);
	glVertex2f(scale*(x-2), scale*y);
	glVertex2f(scale*(x-10), scale*(y+10));
	glVertex2f(scale*(x-9), scale*(y+12));
	glVertex2f(scale*(x+9), scale*(y+12));
	glVertex2f(scale*(x+10), scale*(y+10));
	glVertex2f(scale*(x+2), scale*y);
	glEnd();
}

/*
熊猫的嘴巴
*/
void drawMouth(int x, int y) {

	rotate(body[0], body[1], scale, theta);

	glColor3ub(darkGray[0], darkGray[1], darkGray[2]);
	glLineWidth(scale*2.5);
	drawCircleLine(200, scale*10, 180, 360, scale*(x-10), scale*y);
	drawCircleLine(200, scale*10, 180, 360, scale*(x+10), scale*y);
}

/*
熊猫的左耳朵
*/
void drawLeftEar(int x, int y) {

	rotate(body[0], body[1], scale, theta);

	glColor3ub(darkGray[0], darkGray[1],