Подготовка сцены OpenGL
Подготовка сцены OpenGL
Считая, что данные о координатах точек изображаемой поверхности уже известны и расположены в контейнере m_cPoints, напишем коды функции DrawScene, которая создает изображение поверхности и запоминает его в виде списка команд OpenGL. Как вы помните, одним из технологических приемов OpenGL, которые ускоряют процесс передачи (rendering), является предварительная заготовка изображения, то есть запоминание и компиляция списка рисующих команд.
Напомним, что отображаемый график представляет собой криволинейную поверхность (например, равного уровня температуры). Ось Y, по которой откладываются интересующие пользователя значения функции, направлена вверх. Ось X направлена вправо, а ось Z — вглубь экрана. Часть плоскости (X, Z), для точек которой известны значения Y, представляет собой координатную сетку. Изображаемая поверхность расположена над плоскостью (X, Z), а точнее, над этой сеткой. Поверхность можно представить себе в виде одеяла, сшитого из множества лоскутов. Каждый лоскут мы будем задавать в виде четырехугольника, как-то ориентированного в пространстве. Все множество четырехугольников поверхности также образует сетку. Для задания последовательности четырехугольников в OpenGL существует пара команд:
glBegin (GL_QUADS) ;
// Здесь располагаются команды, задающие четырехугольники
glEnd() ;
Четырехугольник задается координатами своих вершин. При задании координат какой-либо вершины, например, командой givertex3f (х, у, z);, можно сразу же определить ее цвет, например, командой gicolor3f (red, green, blue);. Если цвета вершин будут разными, а режим заполнения равен константе GL_FILL, то цвета внутренних точек четырехугольника примут промежуточное значение. Конвейер OpenGL производит аппроксимацию цвета так, что при перемещении от одной вершины к другой он изменяется плавно.
Режим растеризации или заполнения промежуточных точек графического примитива задается командой glPolygonMode. OpenGL различает фронтальные (front-facing polygons), обратные (back-facing polygons) и двухсторонние многоугольники. Режим заполнения их отличается, поэтому первый параметр функции glPolygonMode должен определить тип полигона (GL_FRONT, GL_BACK или GL_FRONT_AND_BACK).
Второй параметр собственно и определяет режим заполнения. Он может принимать значение GL_POINT, GL_LINE или GL_FILL. Первый выбор даст лишь обозначение примитива в виде его вершин, второй — даст некий скелет, вершины будут соединены линиями, а третий заполнит все промежуточные точки примитива. По умолчанию принят режим GL_FILL и мы получаем сплошной лоскут.'Если в качестве первого параметра задать GL_FRONT_AND_BACK, то изменения второго параметра будут касаться обеих поверхностей одеяла. Другие сочетания дают на первый взгляд странные эффекты: так, если задать сочетание (GL_FRONT, GL_LINE), то лицевая сторона одеяла будет обозначена каркасом (frame view), а изнаночная по умолчанию будет сплошной (GL_FILL). Поверхность при этом будет полупрозрачна.
Мы решили оставить неизменным значение GL_FRONT_AND_BACK для первого параметра и дать пользователю возможность изменять режим заполнения (второй параметр glPolygonMode) по его желанию. Впоследствии внесем эту настройку в диалог свойств СОМ-объекта, а результат выбора пользователя будем хранить в переменной m_FillMode. С учетом сказанного введите коды реализации функции DrawScenel
//====== Подготовка изображения
void COpenGL::DrawScene()
{
//====== Создание списка рисующих команд
glNewListd, GL_COMPILE) ;
//====== Установка режима заполнения
//====== внутренних точек полигонов
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, m_FillMode);
//====== Размеры изображаемого объекта
UINTnx = m_xSize-l, nz = m_zSize-l;
//====== Выбор способа создания полигонов
if (m_bQuad)
glBegin (GL QUADS);
//=== Цикл прохода по слоям изображения (ось Z) for (UINT z=0, i=0; z<nz; z++, i++)
//=== Связанные полигоны начинаются
//=== на каждой полосе вновь if (!m_bQuad)
glBegin(GL_QUAD_STRIP) ;
//=== Цикл прохода вдоль оси X
for (UINT x=0; x<nx; х++, i++)
{
// i, j, k, n — 4 индекса вершин примитива при
// обходе в направлении против часовой стрелки
int j = i + m_xSize,
// Индекс узла с большим Z
k = j+1, // Индекс узла по диагонали
n = i+1; // Индекс узла справа
// Выбор координат 4-х вершин из контейнера
float
xi = m_cPoints [i] . х,
yi = m_cPoints [i] .y,
zi = m_cPoints [i] . z,
xj = m_cPoints [ j ] .x,
yj = m_cPoints [ j ] .y,
zj = m_cPoints [ j ] .z,
xk = m_cPoints [k] .x,
yk = m_cPoints [k] . y,
zk = m_cPoints [k] . z,
xn = m_cPoints [n] .x,
yn = m_cPoints [n] .y,
zn = m_cPoints [n] . z,
//=== Координаты векторов боковых сторон
ах = xi-xn,
ay = yi-yn,
by = yj-yi,
bz = zj-zi,
//=== Вычисление вектора нормали
vx = ay*bz,
vy = -bz*ax,
vz = ax*by,
//=== Модуль нормали
v = float (sqrt (vx*vx + vy*vy + vz*vz) ) ;
//====== Нормировка вектора нормали
vx /= v;
vy /= v;
vz /= v;
//====== Задание вектора нормали
glNormalSf (vx,vyfvz);
// Ветвь создания несвязанных четырехугольников
if (m_bQuad)
{
//====== Обход вершин осуществляется
//=== в направлении против часовой стрелки
glColorSf (0.2f, 0.8f, l.f);
glVertex3f (xi, yi, zi);
glColor3f <0.6f, 0.7f, l.f);
glVertexSf (xj, уj, zj);
glColorSf (0.7f, 0.9f, l.f);
glVertexSf (xk, yk, zk);
glColorSf (0.7f, 0.8f, l.f);
glVertexSf (xn, yn, zn); }
else
// Ветвь создания цепочки четырехугольников
{
glColor3f (0.9f, 0..9f, l.Of);
glVertexSf (xi, yi, zi);
glColorSf (0.5f, 0.8f, l.0f);
glVertexSf (xj, уj, zj);
}
}
//====== Закрываем блок команд GL_QUAD_STRIP
if (!m_bQuad)
glEnd(); }
//====== Закрываем блок команд GL_QUADS
if (m_bQuad) glEnd() ;
//====== Закрываем список команд OpenGL
glEndList ();
}
Для осмысления алгоритма надо учитывать, что количество узлов сетки вдоль того или иного направления (X или Z) на единицу больше количества промежутков (ячеек). Кроме того, надо иметь в виду, что при расчете освещения OpenGL учитывает направление нормали (перпендикуляра) к поверхности. Реалистичность изображения во многом достигается благодаря аккуратному вычислению нормалей. Нормаль является характеристикой вершины (узла сетки).
