Вывод текстурированных прозрачных фигур

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вывод текстурированных прозрачных фигур

графический библиотека текстура преобразование

Введение

Текстурирование используется для придания рисуемым объектам реалистичности. В первой главе данной работы даны общие сведения об OpenGL(открытая графическая библиотека) - это стандартная библиотека для всех 32-разрядных операционных систем, в том числе и для операционной системы Windows состоящий приблизительно из 250 отдельных команд (почти 200 команд в ядре OpenGL и еще 50 команд в библиотеке утилит OpenGL), которые используются для того, чтобы определить объекты и операции, необходимые для создания интерактивных трехмерных прикладных программ.

Во второй главе представлена простая схема создания и наложения текстуры на объект и программа выводящая полупрозрачную планету.

1. Общие сведения об Opengl

При завершении работы, необходимо, чтобы контекст никем не использовался. Для этого достаточно выполнить вызов функции:

wglMakeCurrent (0,0);

Завершая работу с OpenGL необходимо удалить контекст воспроизведения. Для этой цели используется функция:

wglDeleteContext(hrc);

После того как удалён контекст воспроизведения, следует удалить и ассоциированный с ним контекст устройства.

1.2 Синтаксис команд OpenGL

Для того чтобы команды OpenGL были доступны в проекте, необходимо указать библиотеку в списке используемых модулей.

Все команды начинаются с префикса gl, затем идёт имя команды, цифра и суффикс. Цифра в окончании соответствует количеству аргументов, буква показывает требуемый тип аргумента.

Если имя команды заканчивается на v (векторная форма), то аргументом её служит указатель на массив значений.

Например: Если последние три символа в имени команды 3fv, то её аргумент - адрес массива трёх вещественных чисел.

В общем виде команду можно представить:

glCommandName {1,2,3,4} {b, s, i, f, d, ub, us, ui} {v} (arguments)

Таблица 1.1. Возможные типы аргументов

Почти всегда предпочтительно использовать команду в вещественной форме, поскольку хранит данные OpenGL именно в вещественном формате.

1.3 Рисование примитивов

Процедура рисования заключается в командные скобки glBegin(mode) // команды, указывающие вершины фигуры glEnd;

Главное назначение командных скобок - это задание режима, определяющего как соединять точки (вершины). Вершины задаются своими координатами (количество координат зависит от пространства изображения) с помощью команд glVertex {2,3,4} {s, i, f, d} (arg).

Режим (mode), задающий правило соединения точек, определяет примитив. К примитивам относятся точки, линии, связанные линии, замкнутые линии, треугольники, связанные треугольники, четырёхугольники, связанные четырёхугольники и многоугольники.

Примеры режима mode

GL_POINTS: каждый вызов glVertex задает отдельную точку;

GL_LINES: каждая пара вершин задает отрезок;

GL_LINE_STRIP: указанные вершины последовательно соединяются;

GL_TRIANGLES: каждая тройка вершин задает треугольник;

GL_QUADS: каждые 4 вершины задают четырехугольник.

И др..

1.4 Визуализация сцены

1.6 Матрица преобразования

Преобразование масштабирования увеличивает или уменьшает размеры объекта.

Команда масштабирования glScale (arg1, arg2, arg3) с тремя аргументами - коэффициентами масштабирования по каждой из осей.

Если масштабные множители больше единицы объект растягивается в заданном направлении, если меньше объект сжимается. Масштабные множители могут иметь отрицательные значения, при этом изображение переворачивается по соответствующей оси. При двумерных построениях значение коэффициента по оси Z игнорируется.

После команд рисования следует восстановить нормальный масштаб, чтобы каждое следующее обращение к обработчику перерисовки экрана не приводило бы к последовательному уменьшению / увеличению изображения.

Для поворота изображения используется команда glRotate (arg1, arg2, arg3, arg4) с четырьмя аргументами:

arg1 - угол поворота (в градусах),

arg2, arg3, arg4 - вектор поворота.

Преобразование сдвига смещает точки в новые позиции в соответствии с заданным вектором смещения. Перенос системы координат осуществляется командой glTranslate (arg1, arg2, arg3) arg1, arg2, arg3 - величины переноса по каждой из осей.

Для поворота вокруг произвольной фиксированной точки сначала нужно выполнить преобразование сдвига, совмещающую заданную фиксированную точку с началом координат, потом выполнить преобразование поворота вокруг начала координат, а затем обратное преобразование сдвига. Порядок манипуляции с системой координат: вначале перенос, затем поворот, по окончании рисования - в обратном порядке: поворот, затем перенос.

1.7 Закрашивание объектов

В трёхмерном пространстве поверхность объектов характеризуется материалом. Материал может отражать, поглощать и пропускать свет различной длины волн. В зависимости от характеристик материала и от свойств источника света мы видим объекты различными. Свойства материала задаются с помощью команды glMaterialfv(). Характеристики свойств материала, определяют соответствующие им символьные константы, которые представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Характеристики свойств материала

Зеркальный цвет задаёт цветовую гамму бликов материала, степень зеркального отражения определяет, насколько близка поверхность к идеальному зеркалу (определяется числом из интервала [0,128]).

Свойства материала задаются для внешней и внутренней стороны фигуры.

glMaterialfv(GL_FRONT,GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE,@MaterialFront); glMaterialfv (GL_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE,@MaterialBack);

Существует несколько режимов рисования многоугольников.

Чтобы изменить метод отображения многоугольника используется команда:

glPolygonMode (GLenum face, Glenum mode). Параметр mode определяет, как будут отображаться многоугольники, а параметр face устанавливает тип многоугольников, к которым будет применяться эта команда и могут принимать следующие значения:

Таблица 1.4. Значения параметров face и mode

Пример:

GlPolygonMode (GL_FRONT, GL_POINT);

GlPolygonMode (GL_ BACK, GL_LINE);

GlPolygonMode (GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);

1.8 Источники света

Без источника света изображения не видно. По умолчанию освещение отключено. Что бы инициализировать источник, и включить обработчик расчёта воздействия источника на объекты достаточно выполнить команды:

glEnable (gl_lighting);glEnable (gl_light0);

Источник света по умолчанию располагается в пространстве с координатами (0,0,), можно создавать источник света в любой точке пространства изображений.

Параметры источника света задаются с помощью команды,

glLightfv (source, parameter, pointer_to_array).

Первый параметр команды - идентификатор источника

Второй аргумент - символическая константа, задающая атрибут

Третий - ссылка на структуру, содержащую задаваемые значения для данного атрибута.

Таблица 1.5. Константы, задающие свойства окружающей среды и позицию источника света

1.9 Использование дополнительных библиотек

2. Текстурированные прозрачные фигуры

2.1 Простая схема создания и вывода текстуры

2.2 Вращающаяся полупрозрачная планета

С помощью четвертого компонента цвета можно получать различные эффекты наложения объектов друг на друга, наложения цветов и т.п. Также с помощью него можно получить наиболее нужный и распространенный эффект - прозрачность. Для того, чтобы разрешить обрабатывать четвертый компонент цвета вы должны вызвать функцию glEnable с аргументом GL_ALPHA_TEST. Для получения требуемого эффекта прозрачности нужно разрешить наложение цветов - glEnable(GL_BLEND) и установить алгоритм, по которуму будут смешиваться два цвета - glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA). Нужно учесть, что эти режимы затормаживают вывод изображения, поэтому рекомендуется не устанавливать эти режимы глобально, для воспроизведения всех объектов. Выделяйте из объектов те, которым требуется этот режим, и включайте и отключайте его своевременно.

В процедуре CreateTexture заполняется трехмерный массив image и подготавливается текстура.

Procedure Tform1.CreateTexture;

var

Color ,k,i:GLint; B:TBitmap;

image:array[0..127,0..255,0..2] of GLubyte;

begin

b:=TBitmap.Create;

b.LoadFromFile('earth.bmp');

for k:=0 to 255 do

for i:=0 to 127 do

begin

color:=b.Canvas.Pixels[i,k];

image[i,k,0]:=GetRValue(Color);

image[i,k,1]:=GetGValue(Color);

image[i,k,2]:=GetBValue(Color);

end;

glTexParameteri (GL_Texture_2D, GL_Texture_Mag_Filter, GL_Nearest);

glTexParameteri (GL_Texture_2D, GL_Texture_Min_Filter, GL_Nearest);

glTexImage2D (GL_Texture_2D, 0, GL_RGBA, 256, 128, 0,

GL_RGB, GL_unsigned_Byte, @image);

glTexEnvi (GL_Texture_env, GL_Texture_env_mode, GL_decal);

glEnable (GL_texture_2D);

end;

OnCreate

glEnable(GL_DEPTH_TEST) ;

glEnable(GL_LIGHTING);

glEnable(GL_LIGHT0);

glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);

Q:=gluNewQuadric;

CreateTexture;

glEnable(GL_ALPHA_TEST);

glEnable(GL_BLEND);

glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

При создании формы включаем необходимые режимы.

OnPaint

glViewport(0,0,form1.ClientWidth,form1.ClientHeight);//Область вывода

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// очищение буфера цвета и глубины

gluQuadricTexture(q,true);

glColor4d(0,0,0,0.9); // 4-й параметр определяет степень прозрачности

glEnable(GL_CULL_FACE); // включаем отсечение сторон полигонов

glCullFace(GL_FRONT); // не воспроизводить лицевую поверхность сферы

glCullFace(GL_BACK); // не воспроизводить заднюю поверхность сферы

gluSphere(Q, 0.9, 80, 80); // вывести переднюю поверхность сферы

glDisable(GL_CULL_FACE); // отключить сортировку поверхностей

SwapBuffers(dc);

Для того чтобы не было ненужных узоров и прозрачность сохранялась, вначале воспроизводится внутренняя поверхность сферы, а затем внешняя.

Список использованной литературы