基于OpenGL的随机图动画演示框架与代码

基于Opengl的实时动画，为可视化科学计算过程提供了有利的工具。

然而，对于初学者来说，相关知识的学习仍需经历一个过程。

将Opengl的初始化等进行适当封装，建立了Opengl的动画框架，用户可以直接应用C语言的知识或Matlab知识，定义框架中相应的函数，即可实现实时动画程序开发，为科学计算和可视化计算提供了便利。

下面给出了Ubuntu14.04下，基于OpenGL的点线随机图动画框架。

通过分析该程序，用户可以方便地定制程序，以达到用户算法的期望。

代码如下：

//第三方库： sudo apt-get install freeglut3-dev
//		   其中，用到了glut.h文件
//编译命令：g++ test.cpp -lglut -lGL -lGLU
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <vector>
#include <math.h>
#include <GL/glut.h>

using namespace std;

#define Width 600
#define Height 600

typedef struct Point {
	GLfloat x, y;
	Point() : x(0), y(0) {};
	Point(GLfloat x, GLfloat y) : x(x), y(y) {
	}
} Point;

typedef struct Line {
	Point lbegin, lend;
	Line(Point& pa, Point& pb) {
		lbegin.x = pa.x;
		lbegin.y = pa.y;
		lend.x = pb.x;
		lend.y = pb.y;
	}
} Line;

typedef vector<Point> Points;
typedef vector<Line> Lines;

Points points;
//Lines lines;

//用户自定义初始化函数---用于初始化点的坐标
void myinit() {
	srand(time(NULL));
	//随机产生50个点的坐标
	points.resize(50);
	for(int i = 1; i < 50; i++) {
		points[i].x = (rand() * 1.0 / RAND_MAX) * Width - Width / 2;
		points[i].y = (rand() * 1.0 / RAND_MAX) * Height - Height/2;
	}
}

//用户自定义屏幕绘制和计算函数
void myDraw() {
	GLfloat x = rand() * 1.0 / RAND_MAX * 30, y = rand() * 1.0 / RAND_MAX * 30;
	//绘制点的集合
	glColor3f(0.0, 1.0, 0);
	glPointSize(5.0);
	glBegin(GL_POINTS);
	for(int i = 0; i < points.size(); i++)
		glVertex3f(points[i].x, points[i].y, 0);
	glEnd();

	//绘制随机线---模拟可能的计算过程
	glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
	glBegin(GL_LINES);
	for(int i = 0; i < points.size(); i++)
	{
		int id1 = (rand() % 1024) / 1024.0 * points.size();
		int id2 = (rand() % 1024) / 1024.0 * points.size();
		glVertex3f(points[id1].x, points[id1].y, 0);
		glVertex3f(points[id2].x, points[id2].y, 0);
	}
	glEnd();
}

//==========以下代码无需变动======================
void display(void)
{
	//清除屏幕内容
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	myDraw();
	//刷新结果
	glFlush() ;
	glutSwapBuffers();
}

void idleDisplay(void)
{
	glutPostRedisplay();
}

void initOpenGL(void)
{
	glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
	glShadeModel (GL_FLAT);
}

void reshapeWindow(int w, int h)
{
	glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	//设置xmin-xmax, ymin-ymax, zmin-zmax
	glOrtho(-w/2, w/2, -h/2, h/2, -1.0, 1.0); //-50.0, 50.0, -50.0, 50.0, -1.0, 1.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
	glLoadIdentity();
}

int main(int argc, char** argv)
{
	myinit();	//调用用户初始化数据函数
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
	glutInitWindowSize (Width, Height);
	glutInitWindowPosition (0, 0);
	glutCreateWindow (argv[0]);
	initOpenGL();
	//设置显示函数
	glutDisplayFunc(display);
	//设置窗口大小调整时的函数
	glutReshapeFunc(reshapeWindow);
	//闲暇时的后台处理程序---可用于修改数据
	glutIdleFunc(idleDisplay);

	//主循环
	glutMainLoop();
	return 0;
}

效果图如下：