CG 实验一（二维/三维变换、相机与投影）

实验目标覆盖

项目基于现代 OpenGL（3.3 Core）实现：

1. 二维图形绘制
2. 二维变换（缩放、反射、切变、旋转、平移）
3. 二维组合变换
4. 三维图形绘制
5. 三维变换（缩放、平移、绕 x/y/z 轴旋转）
6. 三维组合变换
7. 键盘交互、相机移动、透视/正交投影切换

工程结构

CGex1/
  CMakeLists.txt
  src/
    CMakeLists.txt
    app/       # App 框架与程序入口
    core/      # Shader 封装
    input/     # GLFW 回调封装
    math/      # 列主序 MyMath
    scene/     # Scene / Demo2D / Demo3D
  shaders/     # 2D/3D GLSL
  Thirdparty/glad/
  docs/

构建环境

• 操作系统：Windows
• CMake：>= 3.20
• 编译器：MSVC 或 MinGW（CMake 自动适配生成器）
• 依赖：
  • GLFW（通过 FetchContent 自动拉取）
  • GLAD（仓库内 Thirdparty/glad）
  • opengl32

构建与运行

在项目根目录执行：

mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build . --config Release

命令行帮助与自动验证：

./CG_ex1.exe --help
./CG_ex1.exe --validate

--validate 会自动执行清单 1-7 的关键操作并把截图写入 docs/screenshots/。

键位说明

全局（App）：

• 1：切换到 Demo2D
• 2：切换到 Demo3D
• F：线框模式开关
• Esc：退出程序

Demo2D：

• W/A/S/D：平移
• Q/E：旋转
• Z/X：等比缩放
• H/J：X 方向切变增减
• N/M：Y 方向切变增减
• Y：X 轴反射开关
• U：Y 轴反射开关
• T：组合顺序切换（T*R*... 与 R*T*...）
• R：重置变换

Demo3D：

• W/A/S/D：相机前后左右移动
• Q/E：相机上下移动
• ↑/↓/←/→：模型绕 X/Y 旋转
• Z/X：模型绕 Z 旋转
• +/-：模型缩放
• I/J/K/L/O/U：模型平移
• P：透视/正交投影切换
• T：组合顺序切换（T*R*S 与 R*T*S）
• R：重置模型与相机

常见问题

• 只能按 1/2 切场景：
  • 先点击渲染窗口，让窗口获得焦点。
  • 切到英文输入法再试（部分中文输入法会拦截字母键输入）。