OpenGL（十五） OpenCV+OpenGL实现水面倒影

有两幅原始图片，一个是景物图像，一个是水面图像，尝试生成景物在水中的倒影：

在OpenGL中，加载并显示这个景物图像可以把这个图像作为纹理载入即可，把图像直接选择180度的效果就相当于是在镜面中倒影的效果，剩下水纹的效果本来也想作为纹理叠加上去的，但是试了一下没有成功，干脆直接把水面和景物先融合一下，作为倒影的图像，一次加入到倒影平面的纹理中。融合使用了OpenCV。

OpenCV两幅图像融合代码：

#include "core/core.hpp"
#include "highgui/highgui.hpp"
#include "imgproc/imgproc.hpp"
#include <iostream>  

using namespace cv;  

Mat image,image1,image2;
char* windowName="Image Fusion";
char* trackBarName="TrackBar";
int trackBarValue=0;
int trackBarMax=50;  

//控制条回调函数
void TrackBarFunc(int ,void(*));
int main(int argc,char *argv[])
{
	image1=imread("shanghai.bmp");
	image2=imread("water.bmp");
	//判断读入是否成功
	if(!image1.data|!image2.data)
	{
		std::cout<<"打开图片失败，请检查路径！"<<std::endl;
		return 0;
	}
	//调整image2的大小与image1的大小一致，融合函数addWeighted()要求输入的两个图形尺寸相同
	resize(image2,image2,Size(image1.cols,image1.rows));
	//建立显示窗口
	namedWindow(windowName,0);
	//在图像窗口上创建控制条
	createTrackbar(trackBarName,windowName,&trackBarValue,trackBarMax,TrackBarFunc);
	TrackBarFunc(0,0);
	waitKey();
	imwrite("E:\\water.bmp",image);
	return 0;
}
void TrackBarFunc(int ,void(*))
{
	//转换成融合比例
	float rate=(float)trackBarValue/trackBarMax;
	addWeighted(image1,rate,image2,1-rate,0,image);
	//	namedWindow(windowName,0);
	imshow(windowName,image);
}  

调节水面图像和景物图像的融合比例：

最后选的这一张作为倒影纹理：

使用OpenGL把这两幅图像作为纹理载入，实现倒影效果，OpenGL代码：

#define WindowWidth  600
#define WindowHeight 600
#define WindowTitle  "OpenGL水面倒影"  

#include <glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  

//定义两个纹理对象编号
GLuint shanghai;
GLuint water;  

#define BMP_Header_Length 54  //图像数据在内存块中的偏移量  

// 函数power_of_two用于判断一个整数是不是2的整数次幂
int power_of_two(int n)
{
	if( n <= 0 )
		return 0;
	return (n & (n-1)) == 0;
}  

/* 函数load_texture
* 读取一个BMP文件作为纹理
* 如果失败，返回0，如果成功，返回纹理编号
*/
GLuint load_texture(const char* file_name)
{
	GLint width, height, total_bytes;
	GLubyte* pixels = 0;
	GLuint last_texture_ID=0, texture_ID = 0;  

	// 打开文件，如果失败，返回
	FILE* pFile = fopen(file_name, "rb");
	if( pFile == 0 )
		return 0;  

	// 读取文件中图象的宽度和高度
	fseek(pFile, 0x0012, SEEK_SET);
	fread(&width, 4, 1, pFile);
	fread(&height, 4, 1, pFile);
	fseek(pFile, BMP_Header_Length, SEEK_SET);  

	// 计算每行像素所占字节数，并根据此数据计算总像素字节数
	{
		GLint line_bytes = width * 3;
		while( line_bytes % 4 != 0 )
			++line_bytes;
		total_bytes = line_bytes * height;
	}  

	// 根据总像素字节数分配内存
	pixels = (GLubyte*)malloc(total_bytes);
	if( pixels == 0 )
	{
		fclose(pFile);
		return 0;
	}  

	// 读取像素数据
	if( fread(pixels, total_bytes, 1, pFile) <= 0 )
	{
		free(pixels);
		fclose(pFile);
		return 0;
	}  

	// 对就旧版本的兼容，如果图象的宽度和高度不是的整数次方，则需要进行缩放
	// 若图像宽高超过了OpenGL规定的最大值，也缩放
	{
		GLint max;
		glGetIntegerv(GL_MAX_TEXTURE_SIZE, &max);
		if( !power_of_two(width)
			|| !power_of_two(height)
			|| width > max
			|| height > max )
		{
			const GLint new_width = 1024;
			const GLint new_height = 1024; // 规定缩放后新的大小为边长的正方形
			GLint new_line_bytes, new_total_bytes;
			GLubyte* new_pixels = 0;  

			// 计算每行需要的字节数和总字节数
			new_line_bytes = new_width * 3;
			while( new_line_bytes % 4 != 0 )
				++new_line_bytes;
			new_total_bytes = new_line_bytes * new_height;  

			// 分配内存
			new_pixels = (GLubyte*)malloc(new_total_bytes);
			if( new_pixels == 0 )
			{
				free(pixels);
				fclose(pFile);
				return 0;
			}  

			// 进行像素缩放
			gluScaleImage(GL_RGB,
				width, height, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels,
				new_width, new_height, GL_UNSIGNED_BYTE, new_pixels);  

			// 释放原来的像素数据，把pixels指向新的像素数据，并重新设置width和height
			free(pixels);
			pixels = new_pixels;
			width = new_width;
			height = new_height;
		}
	}  

	// 分配一个新的纹理编号
	glGenTextures(1, &texture_ID);
	if( texture_ID == 0 )
	{
		free(pixels);
		fclose(pFile);
		return 0;
	}  

	// 绑定新的纹理，载入纹理并设置纹理参数
	// 在绑定前，先获得原来绑定的纹理编号，以便在最后进行恢复
	GLint lastTextureID=last_texture_ID;
	glGetIntegerv(GL_TEXTURE_BINDING_2D, &lastTextureID);
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_ID);
	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
	glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);
	glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0,
		GL_BGR_EXT, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, lastTextureID);  //恢复之前的纹理绑定
	free(pixels);
	return texture_ID;
}  

void display(void)
{
	// 清除屏幕
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	// 设置视角
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	gluPerspective(70, 1, 1, 21);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
	glLoadIdentity();
	gluLookAt(0, 7,-1.5, 0, 0, 0, 0, 0, -1);    

	// 绘制倒影
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, water);
	glBegin(GL_QUADS);
	glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 0.0f);
	glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 5.0f);
	glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 5.0f);
	glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 0.0f);
	glEnd(); 

	//绘制真实场景
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, shanghai);
	glTranslatef(0,-6,0);
	glRotatef(180,1,0,0);
	glBegin(GL_QUADS);
	glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 0.0f);
	glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 5.0f);
	glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 5.0f);
	glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 0.0f);
	glEnd();  

	glutSwapBuffers();
}  

int main(int argc, char* argv[])
{
	// GLUT初始化
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
	glutInitWindowPosition(100, 100);
	glutInitWindowSize(WindowWidth, WindowHeight);
	glutCreateWindow(WindowTitle);
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);
	glEnable(GL_TEXTURE_2D);    // 启用纹理
	shanghai = load_texture("shanghai.bmp");  //加载纹理
	water= load_texture("water.bmp");
	glutDisplayFunc(&display);   //注册函数
	glutMainLoop(); //循环调用
	return 0;
}  

这个是没有使用倒影的效果：

倒影效果：