Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Функции, устанавливающие отображаемый объем и положение наблюдателя в 3D



Г.М. НАБЕРЕЖНОВ, Н.Н. МАКСИМОВ

Установка отображаемого пространства

Методическое пособие

к лабораторным работам по курсу

«Компьютерная геометрия и графика»

 

 

Казань 2007


Функции, устанавливающие отображаемый объем и положение наблюдателя в 3D

 

В OpenGL существуют стандартные функции для задания ортографической (параллельной) и перспективной проекций. Первый тип проекции может быть задан функцией

void glOrtho (GLdouble l, GLdouble r, GLdouble b, GLdouble t, GLdouble n, GLdouble f) Эта функция задает отображаемый объем как параллелепипед в системе координат наблюдателя СКe (xeyeze). Геометрический смысл параметров ясен из рис. 1. Параметры n и f задают расстояние до ближней и дальней плоскостей отсечения по удалению от точки (0, 0, 0) в отрицательном направлении. Параметры l, r, b, t, задают координаты левой, правой, нижней и верхней плоскостей отсечения. По умолчанию система координат наблюдателя совпадает с МСК (CKw). Функция создает матрицу Fep преобразования координат из СКe в систему координат канонического отображаемого объема (CKp). Канонический отображаемый объем – куб размерами 2´2´2 ед. CKp – левосторонняя система координат, помещенная в центре канонического отображаемого объема. Рис.1 поясняет сказанное.

 

 

Перспективная проекция задается функцией

void glFrustum(GLdouble l, GLdouble r, GLdouble b, GLdouble t, GLdouble n, GLdouble f).

Эта функция задает отображаемый объем как усеченную пирамиду в системе координат наблюдателя СКe (xeyeze). Геометрический смысл параметров ясен из рис. 2. Функция создает матрицу перспективного преобразования координат из СКe в СК1, при котором усеченная пирамида отображается как параллелепипед, а затем матрицу преобразования из СК1 в СКp. Т.о. результирующая матрица преобразования координат, создаваемая функцией, это матрица преобразования координат из СКe в CKp. Далее текущая матрица перемножается на созданную функцией и результат замещает текущую.

 


Существует более удобная модификация описанной выше функции. Это функция

void gluPerspective (GLdouble angle, GLdouble aspect, GLdouble n, GLdouble f).

В этой функции параметр angle – угол охвата (обзора), параметр aspect = w/h, параметры n и f ближняя и дальняя плоскости отсечения. Функция создает ту же матрицу Fep, что и функция glFrustum( ) и аналогично выполняется. При этом предварительно вычисляются

t = n*tg(p/180*angle/2);

b = -t; r = t*aspect; l = -r.

 
 

 


По умолчанию система координат наблюдателя СКe (xeyeze) совпадает с мировой системой координат СКw (МСК ). Возможно установить наблюдателя в любую позицию в МСК вызвав функцию

void gluLookAt(GLdouble eyex, GLdouble eyey, GLdouble eyez, GLdouble centerx, GLdouble centery, GLdouble centerz, GLdouble upx, GLdouble upy, GLdouble upz).

E(eyex, eyey, eyez) – позиция наблюдателя в CKw;

C(centerx, centery, centerz) – точка в CKw в которую направлен взгляд наблюдателя;

UP(upx, upy, upz) – вектор, задающий плоскость zeye и направление оси ze.

Система координат наблюдателя устанавливается таким образом:

N = E - C – вектор, задает направление оси ze;

U = UP ´ N - вектор, задает направление оси xe, векторное произведение;

V = N ´ U - вектор, задает направление оси ye.

Функция создает матрицу преобразования координат из CKw в CKe, перемножает текущую матрицу на созданную и текущую замещает результатом перемножения. На рис.4 показано как при этом размещается отображаемый объем в МСК при ортографическом проецировании, а на рис.5 – при перспективном проецировании.

       
 
 
   

 


Обработка событий

 

Функции библиотеки GLUT реализуют так называемый событийно-управляемый механизм. Это означает, что есть некоторый внутренний цикл, который запускается после соответствующей инициализации и обрабатывает одно за другим все события, объявленные во время инициализации. К событиям относятся: щелчок мыши, закрытие окна, изменение свойств окна, передвижение курсора, нажатие клавиши, и "пустое" (idle) событие, когда ничего не происходит. Для проведения периодической проверки совершения того или иного события надо зарегистрировать функцию, которая будет его обрабатывать. Для этого используются функции вида:

void glutDisplayFunc(void (*func) (void)) – регистрируется функция перерисовки экранного окна когда оно первоначально открывается, когда оно всплыло и его содержимое может быть повреждено, когда явно вызвана функция glutPostRedisplay( ).Для явного указания, что окно надо обновить, иногда удобно использовать функцию

void glutPostRedisplay(void).

void glutReshapeFunc (void (*func) (int width, int height)) – регистрируется функция, которая должна вызываться всякий раз, когда пользователем изменены размеры экранного окна. Функция func(width, height ) получает от ОС новые значения ширины и высоты экранного окна. Как правило func(width, height ) содержит вызов glViewport( ) с тем, чтобы порт просмотра уместить в новых размерах экранного окна и при этом по возможности сохранить пропорции рисуемого объекта.

void glutKeyboardFunc (void(*func)(unsigned int key, int x, int y)) - регистрируется функция, которая должна вызываться всякий раз, когда нажата клавиша, генерирующая символ ASCCI. Параметры key, x, y функция func() получает от ОС. Значения их следующие:key – значение ASCCI нажатой клавиши;x, y – координаты положения курсора «мыши» в момент, когда нажата клавиша.void glutMouseFunc (void (*func) (int button, int state, int x, int y)) – зарегистрированная функция вызывается при «мышиных» событиях. Значения параметров она получает от ОС. Эти параметры следующие:button – принимает значения GLUT_LEFT_BUTTON, GLUT_MIDDLE_BUTTON, GLUT_RIGHT_BUTTON;state - принимает значения GLUT_UP (нажатие), GLUT_DOWN (отпускание);x, y – координаты курсора «мыши» в pix, x – число pix от левого края окна, y – число pix вниз от верха окна!

void glutIdleFunc(void (*func) (void)) - задает функцию, которая будет вызываться каждый раз, когда нет событий от пользователя.

void glutMotionFunc(void (*func)(int x, int y)) - регистрируется функция, которая должна вызываться, когда курсор «мыши» перемещается при одновременно нажатой одной или нескольких кнопках «мыши». Параметры x, y указывают местоположение курсора.

void glutPassiveMotionFunc(void (*func)(int x, int y)) - регистрируется функция, которая должна вызываться, когда курсор «мыши» перемещается и не нажато ни одной кнопки мыши. Параметры x, y указывают местоположение курсора.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.