实验1 OpenGL中的图形变换

1. 请使用OpenGL、GLU和GLUT编写一个显示线框立方体的程序。其中立方体的半径为1.5单位，并首先绕(0, 0, 0)~(1, 1, 0)旋转
30度，然后远移6.5单位；观察体规定为：视场角=30度，宽高比=1，近=1，远=100；程序窗口的大小为(200, 200)，标题为“线框立方
体”。
2. 请使用OpenGL和GLUT编写一个显示线框球体的简单图形程序。其中球体的半径为0.8，经线数为24，纬线数为12，并绕x 轴
旋转30度，程序窗口的大小为(200, 200)，标题为“线框球”。
3. 请使用OpenGL和GLUT编写一个显示线框椭球体的简单图形程序。其中椭球体的两极方向为上下方向，左右方向的半径为
0.98，上下方向的半径为0.49，前后方向的半径为0.6，经线数为48，纬线数为24，使用正投影，裁剪窗口为(-1, -0.5)~(1, 0.5)，程序窗
口的大小为(400, 200)，标题为“线框椭球”。
4. 请使用OpenGL、GLU和GLUT编写一个三维犹他茶壶程序。其中茶壶的半径为1单位，并远移6.5单位；观察体规定为：视场
角=30度，宽高比=1，近=1，远=100；程序窗口的大小为(200, 200)，标题为“旋转的尤他茶壶”。茶壶绕z方向中轴不断旋转，旋转的
时间间隔为25毫秒，角度间隔为2度。注意旋转角度必须限定在0～360度以内。
5. 请使用OpenGL、GLU和GLUT编写一个多视口演示程序。要求：(1)在屏幕窗口左下角的1/4部分显示一个红色的填充矩形，该
矩形的一对对角顶点是(0, 0)和(1, 1)；(2)在屏幕窗口右下角的1/4部分显示一个绿色的填充犹他茶壶，茶壶半径为0.4，并向右向上各移
0.5；(3)在屏幕窗口上部居中的1/4部分显示一个蓝色的填充正三角形，该正三角形的左下角顶点是(0, 0)，右下角顶点是(1, 0)；(4)裁
剪窗口均为(-0.1, -0.1)～(1.1, 1.1)，程序窗口的大小为(200, 200)，背景为黑色，标题为“多视口演示”。
实验2 OpenGL的真实感图形
6. 使用OpenGL和GLUT编写一个程序，用于模拟一个非常光滑的纯白球面在烈日暴晒下的效果。
7. 已知在一个空旷的场景中有一个粗糙的紫色球体，球体的右上角方向放置了一个白色的点光源，请使用OpenGL和GLUT编写
一个程序模拟出球面上的光照效果（不考虑环境光）。
实验3 OpenCV核心功能
8. 请根据BMP文件的格式编写一个C++函数vector<uchar> loadBmp24(const string &path)。该函数用于从一个真彩色BMP文件中
读取图像数据，保存在uchar数组中（可以忽略非真彩色BMP文件）。
9. 使用OpenCV装入一幅大小至少为512×512的真彩色图像，并显示该图像。然后在源图像中指定一个矩形区域（左上顶点和宽
高值分别为(128, 256)和(256, 128)的矩形），并在结果图像窗口中显示源图像中被选取的部分。
10. 请使用OpenCV编写一个简单的程序，该程序首先读入一幅真彩色图像，然后将这幅彩色图像的3个通道分离出来，得到3幅
灰度图像，最后显示这3幅灰度图像。
11. 首先使用OpenCV装入一幅灰度图像并显示该图像，然后计算出该图像的最小像素值min和最大像素值max，最后将每个像素
都减去min再乘以255/max以后显示结果图像。
12. 随机生成一幅浮点数灰度图像（大小和亮度都是随机的，大小值位于区间[128, 639]），然后将该图像变换成亮度是0~1的浮
点数图像，最后变换成字节图像并显示该图像。
实验4 图像变换
13. 使用OpenCV编写一个演示对原图像进行缩放变换的程序。该程序首先装入一幅真彩色图像并显示该图像，然后对该图像进
行缩放变换，显示得到的结果。其中旋转中心位于图像中心，缩放系数为(0.707, 0.707)，旋转角度为45度。
14. 使用OpenCV编写一个演示傅立叶变换和逆变换的程序。该程序首先装入一幅灰度图像并显示该图像，然后对该图像进行傅
立叶正变换，对得到的结果进行傅立叶逆变换，显示得到的结果以便与原图像进行比对。
15. 请为OpenCV提供一个中心化函数FFTShift，该函数的函数原型为“Mat FFTShift(Mat X);”。
实验5 图像增强
16. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅彩色图像进行一次中值模糊，要求分别显示源图像和模糊化以后的图像。其中内
核大小为5×5。
17. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅灰度图像进行Sobel锐化，要求显示锐化以后的图像。其中内核大小为3×3，x和y
方向均使用1阶差分。
18. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅灰度图像进行Laplace锐化，要求显示锐化以后的图像。其中内核大小为3×3。
19. 使用OpenCV编写一个程序，该程序使用大小为3的正方形模板（锚点位于模板中心）对源图像进行2次腐蚀操作，要求显示
源图像和腐蚀以后的图像。
20. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅灰度图像进行一次2阶指数低通滤波，其中截止频率为20，要求分别显示源图像和
滤波以后的图像。
21. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅灰度图像进行一次2阶指数高通滤波，其中截止频率为45，要求分别显示源图像和
滤波以后的图像。
实验6 图像解析
22. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅灰度图像进行二值化变换，要求分别显示源图像和二值化以后的图像。其中二值
2
化阈值为127，高亮度改为255。
23. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅灰度图像进行Canny边缘检测，要求分别显示源图像和检测到的边缘。其中小阈值
为50，大阈值为150，内核大小为3。
24. 使用OpenCV编写一个程序，该程序首先使用Canny算法检测边缘，然后从源图像中复制出边缘像素。注意，源图像是彩色图
像，边缘检测时需转换成灰度图像，结果图像也是彩色图像。
25. 使用OpenCV编写一个程序，该程序对一幅彩色图像（例如当前目录中的lena.jpg）使用指定的模板图像（例如当前目录中的
Template.jpg）进行模板匹配。要求使用分别使用OpenCV支持的6种匹配算法分别进行模板匹配，源图像中与模板最匹配的区域分别
使用一个指定颜色的矩形标记。