Основи програмування OpenGL в Borland С + + Builder і Delphi. Найпростіші об'єкти

Луковкін Сергій

Розглядаючи будь-який тривимірний об'єкт, ми завжди визначаємо його розташування і розміри щодо деякої звичної, і зручною зараз системи координат, пов'язаної з реальним світом. Така вихідна система координат в комп'ютерній графіці є правобічної і називається світовою системою координат ....

Для того, щоб можна було зобразити об'єкт на екрані, його необхідно попередньо перевести (або перетворити) в іншу систему координат, яка пов'язана з точкою спостереження і носить назву видовий системи координат. Ця система координат є лівосторонньої. І, нарешті, будь-яке тривимірне зображення ми завжди малюємо на двовимірному екрані, який має свою екранну систему координат. (Цей абзац я списав у Ю. Тихомирова).        

правостороння   система координат (світова)         

лівостороння   система координат (видова)             

        

    

За замовчуванням, площину xOy паралельна екрану, а вісь Z спрямована у світових координатах до нас, у видових - від нас.

Перехід до нових координатах

У OpenGL всі об'єкти малюються на початку координат, тобто в точці (0,0,0). Для того, щоб зобразити об'єкт в точці (x1, y1, z1), треба перемістити початок координат в цю точку, тобто перейти до нових координатах. Для цього в OpenGL визначені дві процедури:

glTranslate [fd] (Dx, Dy, Dz) - зрушує початок координат на (Dx, Dy, Dz)

glRotate [fd] (j, x, y, z) - повертає систему координат на кут j (в градусах) проти годинникової стрілки навколо вектора (x, y, z)

ПРИМІТКА: [fd] - означає, що в кінці може бути або буква "f", або "d".

Тепер варто сказати ще про дві процедури:

glPushMatrix

glPopMatrix

Перша призначена, для збереження, а другий - для відновлення поточних координат. Дуже зручно за допомогою glPushMatrix зберегти поточні координати, потім зрушуватися і звертатися як завгодно, а після, викликом glPopMatrix, повернутися до вихідних координатах. Параметрів у цих процедур немає.

Частина 2. Найпростіші фігури

Найпростіші об'ємні фігури

У прикладі з минулої статті ми створили сферу. Для цього ми використовували механізм з glu32.dll. Алгоритм був такий:

1. Створюємо об'єкт типу GLUquadricObj

2. Ініціалізіруем його функцією gluNewQuadric

3. Встановлюємо стиль фігури функцією gluQuadricDrawStyle (quadObj, GLU_FILL). Стиль може бути GLU_FILL, GLU_LINE, GLU_SILHOUETTE або GLU_POINT. Що кожен з них означає, перевірте самі.

4. Робимо з quadObj (об'єкта типу GLUquadricObj) сферу, циліндр, конус, диск або частину диска. Для цього визначені такі функції:

· gluSphere (quadObj, radius, slices, loops). Три останніх параметри - це радіус і кількість розбиття впоперек і вздовж осі Z відповідно.

· gluCylinder (quadObj, baseRadius, topRadius, height, slices, loops). Після quadObj йдуть наступні параметри: радіус нижньої основи, радіус верхнього підстави, висота і кількість розбиття впоперек і вздовж осі Z відповідно. Очевидно, що ця функція задає як циліндр, так і конус.

· gluDisk (quadObj, innerRadius, outerRadius, slices, loops). Тут після quadObj вказуються внутрішній і зовнішній радіуси диска.

· gluPartialDisk (quadObj, innerRadius, outerRadius, slices, loops, startAngle, sweepAngle). Тут додаються два параметри: кут (в градусах), з якого почнеться малювання диска, і кут, яким малювання закінчиться.

5. Звільняємо пам'ять, зайняту під quadObj функцією gluDeleteQuadric (quadObj).

Тепер ви можете малювати прості тривимірні фігури!

Примітиви

Будь-яку тривимірну фігуру, яка б складна вона не була, можна розбити на двомірні (плоскі) складові. Ці складові я і буду називати примітивами, хоча деякі автори вважають, що примітивами слід обізвати вищеперелічені тривимірні фігури.

Примітиви визначаються однією або декількома точками, які в OpenGL задаються всередині командних дужок glBegin/glEnd:        

С + +             

void glBegin (mode);   

void glEnd ();             

Delphi             

procedure glBegin (mode);   

procedure glEnd;     

Параметр mode показує, які примітиви будуть малюватися. Доступні наступні значення:        

GL_POINTS         

Кожна вершина - окрема точка             

GL_LINES         

Кожна пара вершин - окрема лінія. Якщо   число вершин непарній, то остання ігнорується             

GL_LINE_STRIP         

Послідовність пов'язаних відрізків.   Перші дві вершини - перший відрізок. Третя вершина визначає другий відрізок   з початком в кінці першого і кінцем в цій вершині і т.д             

GL_LINE_LOOP         

Аналогічний GL_LINE_STRIP, тільки остання   вершина з'єднується відрізком з перших.             

GL_TRIANGLES         

Кожна трійка вершин - окремий трикутник             

GL_TRIANGLE_STRIP         

Група пов'язаних трикутників. Перші три   вершини - перший трикутник. Друга, третя і четверта вершини - другий   трикутник і т.д.             

GL_TRIANGLE_FAN         

Також група пов'язаних трикутників. Перші   три вершини - перший трикутник. Перша, друга і четверта вершини - другий   трикутник і т.д.             

GL_QUADS         

Кожні чотири вершини - окремий   чотирикутник.             

GL_QUAD_STRIP         

Група пов'язаних чотирикутників. Перші   чотири вершини - першого чотирикутник. Третя, четверта, п'ята і шоста   вершини - другий чотирикутник і т.д.             

GL_POLYGON         

Малює окремий опуклий багатокутник   (один).     

Особливу увагу потрібно приділити GL_QUAD_STRIP. Тут не зовсім зрозумілий, але дуже зручний порядок вказівки вершин:

У кожного примітиву є мінімальне число вершин. Якщо вказане число вершин менше мінімального для даного примітиву, то примітив не малюється.

Залишилося тільки сказати, як задати вершину. Для цього визначена наступна процедура:

glVertex [2 3 4] [s i f d] [v] (coord)

Вершина визначається чотирма параметрами: координати x, y, z і параметр w - коефіцієнт, на який ділиться кожна з координат, тобто w визначає масштаб. За замовчуванням z = 0, w = 1, тобто коли ви викликаєте, наприклад, glVertex2f (1,1) насправді викликається glVertex4f (1,1,0,1).

З кожною вершиною пов'язані деякі дані:

· Поточний колір - колір вершини (остаточний колір вираховується з урахуванням світла). Колір задається процедурою glColor *

· Поточні координати текстури - координати текстури, відповідні цієї вершини. Задаються процедурою glTexCoord *

· Поточна нормаль - вектор нормалі, що відповідає даній вершині. Здається процедурою glNormal *

· Поточна позиція растру - використовується для визначення положення растра при роботі з пікселями і бітовими масивами. задається процедурою glRasterPos *

ПРИМІТКА: замість зірочки '*' ставляться відповідні суфікси; таке скорочення прийнято в багатьох документація з OpenGL.

Точки

Намалювати точку дуже просто. Наступний код зображує 10 точок різного розміру.        

С + +             

void TForm1:: Draw ()   

(   

glClear (GL_DEPTH_BUFFER_BIT   or GL_COLOR_BUFFER_BIT);   

glColor3f (1,1,1);      

Byte i;   

for (i = 0; i