第05课 OpenGL 3D空间
3D空间:
我们使用多边形和四边形创建3D物体,在这一课里,我们把三角形变为立体的金子塔形状,把四边形变为立方体。
在上节课的内容上作些扩展,我们现在开始生成真正的3D对象,而不是象前两节课中那样3D世界中的2D对象。我们给三角形增加一个左侧面,一个右侧面,一个后侧面来生成一个金字塔(四棱锥)。给正方形增加左、右、上、下及背面生成一个立方体。
我们混合金字塔上的颜色,创建一个平滑着色的对象。给立方体的每一面则来个不同的颜色。
int DrawGLScene(GLvoid) // 此过程中包括所有的绘制代码
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕及深度缓存 glLoadIdentity(); // 重置模型观察矩阵 glTranslatef(-1.5f,0.0f,-6.0f); // 左移 1.5 单位,并移入屏幕 6.0 glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f); // 绕Y轴旋转金字塔 glBegin(GL_TRIANGLES); // 开始绘制金字塔的各个面
有些人可能早已在上节课中的代码上尝试自行创建3D对象了。但经常有人来信问我:"我的对象怎么不会绕着其自身的轴旋转?看起来总是在满屏乱转。"要让您的对象绕自身的轴旋转,您必须让对象的中心坐标总是(0.0f,0,0f,0,0f)。
下面的代码创建一个绕着其中心轴旋转的金字塔。金字塔的上顶点高出原点一个单位,底面中心低于原点一个单位。上顶点在底面的投影位于底面的中心。
注意所有的面-三角形都是逆时针次序绘制的。这点十分重要,在以后的课程中我会作出解释。现在,您只需明白要么都逆时针,要么都顺时针,但永远不要将两种次序混在一起,除非您有足够的理由必须这么做。
我们开始画金字塔的前侧面。因为所有的面都共享上顶点,我们将这点在所有的三角形中都设置为红色。底边上的两个顶点的颜色则是互斥的。前侧面的左下顶点是绿色的,右下顶点是蓝色的。这样相邻右侧面的左下顶点是蓝色的,右下顶点是绿色的。这样四边形的底面上的点的颜色都是间隔排列的。
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // 红色 glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 三角形的上顶点 (前侧面) glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // 绿色 glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 三角形的左下顶点 (前侧面) glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // 蓝色 glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 三角形的右下顶点 (前侧面)
现在绘制右侧面。注意其底边上的两个顶点的X坐标位于中心右侧的一个单位处。顶点则位于Y轴上的一单位处,且Z坐标正好处于底边的两顶点的Z坐标中心。右侧面从上顶点开始向外侧倾斜至底边上。
这次的左下顶点用蓝色绘制,以保持与前侧面的右下顶点的一致。蓝色将从这个角向金字塔的前侧面和右侧面扩展并与其他颜色混合。
还应注意到后面的三个侧面和前侧面处于同一个glBegin(GL_TRIANGLES) 和 glEnd()语句中间。因为我们是通过三角形来构造这个金字塔的。OpenGL知道每三个点构成一个三角形。当它画完一个三角形之后,如果还有余下的点出现,它就以为新的三角形要开始绘制了。OpenGL在这里并不会将四点画成一个四边形,而是假定新的三角形开始了。所以千万不要无意中增加任何多余的点。
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // 红色 glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 三角形的上顶点 (右侧面) glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // 蓝色 glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 三角形的左下顶点 (右侧面) glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // 绿色 glVertex3f( 1.0f,-1.0f, -1.0f); // 三角形的右下顶点 (右侧面)
现在是后侧面。再次切换颜色。左下顶点又回到绿色,因为后侧面与右侧面共享这个角。
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // 红色 glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 三角形的上顶点 (后侧面) glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // 绿色 glVertex3f( 1.0f,-1.0f, -1.0f); // 三角形的左下顶点 (后侧面) glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // 蓝色 glVertex3f(-1.0f,-1.0f, -1.0f); // 三角形的右下顶点 (后侧面)
最后画左侧面。又要切换颜色。左下顶点是蓝色,与后侧面的右下顶点相同。右下顶点是蓝色,与前侧面的左下顶点相同。
到这里金字塔就画完了。因为金字塔只绕着Y轴旋转,我们永远都看不见底面,因而没有必要添加底面。如果您觉得有经验了,尝试增加底面(正方形),并将金字塔绕X轴旋转来看看您是否作对了。确保底面四个顶点的颜色与侧面的颜色相匹配。
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // 红色 glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 三角形的上顶点 (左侧面) glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // 蓝色 glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f); // 三角形的左下顶点 (左侧面) glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // 绿色 glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 三角形的右下顶点 (左侧面) glEnd(); // 金字塔绘制结束
接下来开始画立方体。他由六个四边形组成。所有的四边形都以逆时针次序绘制。就是说先画右上角,然后左上角、左下角、最后右下角。您也许认为画立方体的背面的时候这个次序看起来好像顺时针,但别忘了我们从立方体的背后看背面的时候,与您现在所想的正好相反。(译者注:您是从立方体的外面来观察立方体的)。
注意到这次我们将立方体移地更远离屏幕了。因为立方体的大小要比金字塔大,同样移入6个单位时,立方体看起来要大的多。这是透视的缘故。越远的对象看起来越小 :) 。
glLoadIdentity(); glTranslatef(1.5f,0.0f,-7.0f); // 先右移再移入屏幕 glRotatef(rquad,1.0f,1.0f,1.0f); // 在XYZ轴上旋转立方体 glBegin(GL_QUADS); // 开始绘制立方体
先画立方体的顶面。从中心上移一单位,注意Y坐标始终为一单位,表示这个四边形与Z轴平行。先画右上顶点,向右一单位,再屏幕向里一单位。然后左上顶点,向左一单位,再屏幕向里一单位。然后是靠近观察者的左下和右下顶点。就是屏幕往外一单位。
glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // 颜色改为蓝色 glVertex3f( 1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的右上顶点 (顶面) glVertex3f(-1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的左上顶点 (顶面) glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左下顶点 (顶面) glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右下顶点 (顶面)
底面的画法和顶面十分类似。只是Y坐标变成了-1。如果我们从立方体的下面来看立方体的话,您会注意到右上角离观察者最近,因此我们先画离观察者最近的顶点。然后是左上顶点最后才是屏幕里面的左下和右下顶点。
如果您真的不在乎绘制多边形的次序(顺时针或者逆时针)的话,您可以直接拷贝顶面的代码,将Y坐标从1改成 -1,也能够工作。但一旦您进入象纹理映射这样的领域时,忽略绘制次序会导致十分怪异的结果。
glColor3f(1.0f,0.5f,0.0f); // 颜色改成橙色 glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的右上顶点(底面) glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的左上顶点(底面) glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的左下顶点(底面) glVertex3f( 1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的右下顶点(底面)
接着画立方体的前面。保持Z坐标为一单位,前面正对着我们。
glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // 颜色改成红色 glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上顶点(前面) glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上顶点(前面) glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的左下顶点(前面) glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的右下顶点(前面)
立方体后面的绘制方法与前面类似。只是位于屏幕的里面。注意Z坐标现在保持 -1 不变。
glColor3f(1.0f,1.0f,0.0f); // 颜色改成黄色 glVertex3f( 1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的右上顶点(后面) glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的左上顶点(后面) glVertex3f(-1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的左下顶点(后面) glVertex3f( 1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的右下顶点(后面)
还剩两个面就完成了。您会注意到总有一个坐标保持不变。这一次换成了X坐标。因为我们在画左侧面。
glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // 颜色改成蓝色 glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上顶点(左面) glVertex3f(-1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的左上顶点(左面) glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的左下顶点(左面) glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的右下顶点(左面)
立方体的最后一个面了。X坐标保持为一单位。逆时针绘制。您愿意的话,留着这个面不画也可以,这样就是一个盒子:)
或者您要是有兴趣可以改变立方体所有顶点的色彩值,象金字塔那样混合颜色。您会看见一个非常漂亮的彩色立方体,各种颜色在它的各个表面流淌。
glColor3f(1.0f,0.0f,1.0f); // 颜色改成紫罗兰色 glVertex3f( 1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的右上顶点(右面) glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上顶点(右面) glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的左下顶点(右面) glVertex3f( 1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的右下顶点(右面) glEnd(); // 立方体绘制结束 rtri+=0.2f; // 增加三角形的旋转变量 rquad-=0.15f; // 减少四边形的旋转变量 return TRUE; // 继续运行
}
这一课又结束了。到这里您应该已经较好的掌握了在3D空间创建对象的方法。必须将OpenGL屏幕想象成一张很大的画纸,后面还带着许多透明的层。差不多就是个由大量的点组成的立方体。这些点从左至右、从上至下、从前到后的布满了这个立方体。如果您能想象的出在屏幕的深度方向,应该在设计新3D对象时没有任何问题。
如果您对3D空间的理解很困难的话,千万不要灰心! 刚开始的时候,领会这些内容会很难。象立方体这样的对象是您练习的好例子。继续努力吧!如果您有什么意见或建议请给我EMAIL。如果您认为有什么不对或可以改进,请告诉我。我想做最好的OpenGL教程并对您的反馈感兴趣。
第05课 OpenGL 3D空间的更多相关文章
- NeHe OpenGL教程 第五课:3D空间
转自[翻译]NeHe OpenGL 教程 前言 声明,此 NeHe OpenGL教程系列文章由51博客yarin翻译(2010-08-19),本博客为转载并稍加整理与修改.对NeHe的OpenGL管线 ...
- 第10课 OpenGL 3D世界
加载3D世界,并在其中漫游: 在这一课中,你将学会如何加载3D世界,并在3D世界中漫游.这一课使用第一课的代码,当然在课程说明中我只介绍改变了代码. 这一课是由Lionel Brits (βtelge ...
- NeHe OpenGL教程 第十课:3D世界
转自[翻译]NeHe OpenGL 教程 前言 声明,此 NeHe OpenGL教程系列文章由51博客yarin翻译(2010-08-19),本博客为转载并稍加整理与修改.对NeHe的OpenGL管线 ...
- NeHe OpenGL教程 第四十四课:3D光晕
转自[翻译]NeHe OpenGL 教程 前言 声明,此 NeHe OpenGL教程系列文章由51博客yarin翻译(2010-08-19),本博客为转载并稍加整理与修改.对NeHe的OpenGL管线 ...
- OpenGL学习进程(9)在3D空间的绘制实例
本节将演示在3D空间中绘制图形的几个简单实例: (1)在3D空间内绘制圆锥体: #include <GL/glut.h> #include <math.h> # ...
- 第09课 OpenGL 移动图像
3D空间中移动图像: 你想知道如何在3D空间中移动物体,你想知道如何在屏幕上绘制一个图像,而让图像的背景色变为透明,你希望有一个简单的动画.这一课将教会你所有的一切.前面的课程涵盖了基础的OpenGL ...
- OpenGL 的空间变换(上):矩阵在空间几何中的应用
在使用 OpenGL 的应用程序中,当我们指定了模型的顶点后,顶点依次会变换到不同的 OpenGL 空间中,最后才会被显示到屏幕上.在变换的过程中,通过使用矩阵,我们更高效地来完成这些变换工作. 本篇 ...
- OpenGL 的空间变换(下):空间变换
通过本文的上篇 OpenGL 的空间变换(上):矩阵在空间几何中的应用 ,我们了解到矩阵的基础概念.并且掌握了矩阵在空间几何中的应用.接下来,我们将结合矩阵来了解 OpenGL 的空间变换. 在使用 ...
- Direct3D 11 Tutorial 4: 3D Spaces_Direct3D 11 教程4:3D空间
概述 在上一个教程中,我们在应用程序窗口的中心成功渲染了一个三角形. 我们没有太注意我们在顶点缓冲区中拾取的顶点位置. 在本教程中,我们将深入研究3D位置和转换的细节. 本教程的结果将是渲染到屏幕的3 ...
随机推荐
- 机器学习——支持向量机SVM
前言 学习本章节前需要先学习: <机器学习--最优化问题:拉格朗日乘子法.KKT条件以及对偶问题> <机器学习--感知机> 1 摘要: 支持向量机(SVM)是一种二类分类模型, ...
- 华为云计算IE面试笔记-FusionSphere Openstack有哪些关键组件,各组件主要功能是什么?三种存储接入组件的差异有哪些?
1. Nova:在OpenStack环境中提供计算服务,负责计算实例(VM,云主机)生命周期的管理,包括生成.调度和回收.Nova不负责计算实例的告警上报(FC管). 2. Cinder:为计算实例提 ...
- mapper-spring-boot-starter 主要作用是
今天是第一次接触到 这个场景启动器内心中真是一片的茫然,学习了这么长时间我居然还不知道有这个的存在今天好好查一查资料 参考资料(https://blog.csdn.net/crq1205/articl ...
- 基于SpringBoot+Mybatis plus+React.js实现条件选择切换搜索功能
笔记/朱季谦 在写React前端逻辑时,经常遇到可以切换不同条件的列表查询功能,例如下边截图这样的,其实,这块代码基本都一个逻辑,可以一次性将实现过程记录下来,待以后再遇到时,直接根据笔记复用即可. ...
- Keras函数——keras.callbacks.ModelCheckpoint()及模型的训练
keras.callbacks.ModelCheckpoint(filepath, monitor='val_loss', verbose=0, save_best_only=False, save_ ...
- npm install失败或者进度卡住解决办法 以及 nrm的使用
今天在使用npm install安装url-loader时,遇到下载进度条停止问题 因为已经提前更换了 淘宝的镜像,应该不是网络问题,通过 npm config set loglevel info 显 ...
- mysql8.0.20安装教程,mysql下载安装教程8.0.20
mysql8.0.20下载安装教程 mysql8.0.20安装教程 mysql安装包+mysql学习视频+mysql面试指南视频教程 下载地址: 链接:https://pan.baidu.com/s ...
- FastAPI 学习之路(七)字符串的校验
系列文章: FastAPI 学习之路(一)fastapi--高性能web开发框架 FastAPI 学习之路(二) FastAPI 学习之路(三) FastAPI 学习之路(四) FastAPI 学习之 ...
- NOIP模拟79
T1 F 解题思路 因为每个点会产生贡献当且仅当它在可以到他的点之前被删除,并且此题遵守期望的线性性. 因此设所有可以到达点 \(i\) 的数量为 \(c_i\) 那么答案就是 \(\sum \fra ...
- 【转】C语言 printf格式控制符 完全解析
printf的格式控制的完整格式:% - 0 m.n l或h 格式字符下面对组成格式说明的各项加以说明:①%:表示格式说明的起始符号,不可缺少.②-:有-表示左 ...