I6Y3S1 KAROL ZALEWSKI

Wojskowa Akademia Techniczna

Grafika Komputerowa

Sprawozdanie z pracy laboratoryjnej nr 4

Prowadz cy: mgr in . Mariusz Pazur

Data wykonania wiczenia: 15.01.2008r.

Wykonał: Karol Zalewski – I6Y3S1

1.Tre zadania

Zadanie 1
Wykorzystuj c biblioteki OpenGL i GLUT napisa program przedstawiaj cy perspektywiczny

obraz

sto ka, na który została odwzorowana dwuwymiarowa tekstura RGBA zdefiniowana

wzorcem:

Obiekt o wietlony jest białym wiatłem ze ródła reflektorowego (spot), a parametry jego

materiału maj warto ci domy lne, z wyj tkiem GL_SPECULAR, który ma przyjmowa

warto

(1.0, 1.0, 1.0, 1.0). U ytkownik powinien mie mo liwo :

Zmiany rozmiarów tekstury w zakresie od 4x4 do 128x128 tekseli z zachowaniem

proporcji wzorca.

Powielania tekstury w zakresie od 1 do 5 niezale nie w kierunku poziomym i

pionowym (GL_REPEAT).

Zmiany metody filtrowania tekstury (GL_NEAREST, GL_LINEAR)

Zmiany trybu teksturowania (GL_DECAL, GL_MODULATE, GL_BLEND)

Zmiany poło enia ródła wiatła.

Zmiany poło enia obserwatora poprzez podanie nast puj cych parametrów:

− odległo ci obserwatora od rodka układu współrz dnych sceny,

− wysoko ci wzgl dem płaszczyzny XZ,

− k ta obrotu wokół osi OY w zakresie [0

, 360

] z krokiem 1

O wietlony obiekt powinien zawsze znajdowa si w centralnej cz ci okna.

- niebieski

- ółty

2.Metoda rozwi zania zadania

Zadanie polegało na nało eniu wy ej opisanej tekstury na obiekt sto ka. Wzór

tekstury opisałem poni szym kodem:

float* GeneratorTekstury()

{

float *tekstura;

float *wskaznik;

int rozmiar = 4*size*size;

int i;

float kolor1[4] = {1.0, 1.0, 0.0, 1.0}; // ółty

float kolor2[4] = {0.0, 0.0, 1.0, 1.0}; //niebieski

tekstura = new float[rozmiar];

wskaznik = tekstura;

int numer=0;

int polowka=int(size/2);

int cwiartka=int(size/4);

int temp=size-1;

for (i=0;i<size;i++){

for (int zonk=0;zonk<size;zonk++){

if ((zonk==temp)){

*(wskaznik++) = kolor2[0];

*(wskaznik++) = kolor2[1];

*(wskaznik++) = kolor2[2];

*(wskaznik++) = kolor2[3];

}

else{

*(wskaznik++) = kolor1[0];

*(wskaznik++) = kolor1[1];

*(wskaznik++) = kolor1[2];

*(wskaznik++) = kolor1[3];

}

temp--;

}

return tekstura;

}

Sam tekstur oraz jej parametry zdefiniowałem poprzez funkcje

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,param,size,size,0,GL_RGBA,GL_FLOAT,tekstura);

funkcja ta tworzy dwuwymiarow tekstur , w której nie u ywam mipmapy o szeroko ci i

wysoko ci size, bez obramowania formatu GL_RGBA oraz typu GL_FLOAT, natomiast

tekstura jest wska nikiem na tablic zawieraj c dane o teksturze.

Po nało eniu tekstury rzadko zdarza si , e jednemu pikselowi ekranu odpowiada jeden punkt

tekstury, najcz ciej zdarza si , e jednemu punktowi tekstury odpowiada kilka pikseli

obrazu (mamy wówczas do czynienia z powi kszeniem) lub jednemu pikselowi obrazu

odpowiada kilka punktów tekstury (pomniejszenie). Wówczas pojawia si problem jaki zatem

kolor przypisa pikselowi. Rozwi zaniem problemu jest filtrowanie tekstury, tak mo liwo

daje OpenGL, sposób filtracji mo na wybra przez odpowiednie dobranie parametrów funkcji

glTexParametr, w zadaniu okre lone jest, e nale y wybra jedn z dwóch metod filtracji:

GL_NEAREST lub GL_LINEAR, pierwsza z nich polega na tym, i danemu pikselowi

przyporz dkowujemy kolor punktu tekstury poło onego najbli ej rodka danego piksela,

natomiast druga metoda polega na tym, i kolor piksela obliczana jest jako rednia wa ona

obliczona na podstawie tablicy 2x2 punktów tekstury le cych najbli ej tego piksela.

Sposób filtracji w moim programie realizuj poni sze funkcje:

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,tryb2);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,tryb2);

Ponadto w zadaniu powiedziane jest, e umo liwione ma by powielanie tekstury w kierunku

poziomym oraz pionowym, funkcja b d ca rozwi zaniem tego problemu przedstawiona

zostaje poni ej:

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S,GL_REPEAT);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T,GL_REPEAT);

Parametry GL_TEXTURE_WRAP_S (okre la sposób traktowania współrz dnej

S tekstury poza

zakresem od 0.0 do 1.0) oraz

GL_TEXTURE_WRAP_T(Okre la sposób traktowania współrz dnej T

tekstury poza zakresem od 0.0 do 1.0).Mo liwymi warto ciami s :

Po zdefiniowaniu tekstury mo na przej do jej nakładania, istotnym elementem nakładania tekstury

jest

oczywi cie

uaktywnienie

tekstury,

które

odbywa

pomoc

funkcji

glEnable(GL_TEXTURE_2D)

Sam proces teksturowania polega na ustaleniu w jaki sposób poszczególne punkty tekstury zostan

przypisane poszczególnym wierzchołkom figur podstawowych.

Funkcja glTexCoord*() wywołana przed glVertex*() powoduje przypisanie odpowiednim

wierzchołkom figur podstawowych (ustalonych za pomoc funkcji glVertex*()) ustalonego

(argumenty funkcji glTexCoord*()) punktu tekstury.

W programie sto ek rysowany jest za pomoc kwadratów, w ten sposób, e ustalona jest ilo

podziałów pionowych i poziomych sto ka, zatem aby odpowiednio przypisa danym wierzchołkom

odpowiednie punkty pikseli, równie niejako dziele pionowo i poziomo tekstur , tak by

odpowiedniemu wierzchołkowi przypisa odpowiedni punkt tekstury.

Program nakładaj cy tekstur na sto ek:

double texX = 0, texY = 0, texX2=0,texY2=0;

double texS_x, texS_y;

texS_x=(float)rozx/c;

texS_y=(float)rozy/b;

int ih,iv;

int pion,poz,smash;

float x1,x2,y1,y2,z1,z2,r1,r2;

float ctg_alfa; //kšt nachylenia ciany bocznej do podstawy

float H,R;

float top_point;

H=5;

R=3;

ctg_alfa=R/H;

pion=b;

poz=c;

smash=0;

top_point=4;

for(ih=smash;ih<pion;ih++,texY+=texS_y)

{

y1=top_point-ih*H/pion;

y2=top_point-(ih+1)*H/pion;

r1=(ih*H/pion)*ctg_alfa; //r=h*ctg(alfa)

r2=((ih+1)*H/pion)*ctg_alfa;

glBegin(GL_QUAD_STRIP);

for(iv=poz;iv>=0;iv--,texX+=texS_x) {

texX2=texX+texS_x;

texY2=texY+texS_y;

x1=r1*cos(iv*2*GL_PI/poz);

z1=r1*sin(iv*2*GL_PI/poz);

x2=r2*cos(iv*2*GL_PI/poz);

z2=r2*sin(iv*2*GL_PI/poz);

glNormal3f(x1,y1,z1);

glTexCoord2f(texX, texY);

glVertex3f(x1,y1,z1);

glNormal3f(x2,y2,z2);

glTexCoord2f(texX, texY2);

glVertex3f(x2,y2,z2);

}

texX-=texS_x;

glEnd();

}

3.Wyniki

Tryb GL_DECAL:

Kod programu:

#include "stdafx.h"

#include <GL\glut.h>

#include <math.h>

#include <string.h>

#define DLUGOSC_BOKU 4.0

#define OBSERWATOR_ODLEGLOSC 20.0

#define OBSERWATOR_OBROT_X 20.0

#define OBSERWATOR_OBROT_Y -70.0

#define OBSERWATOR_FOV_Y 30.0

#define pi 3.141592

#define POT(x) (x*x)

#define LPOZ_MENU_SWIATLA 10

#define LPOZ_MENU_MATERIALU 5

#define GL_PI 3.141592

float rozx=1.0;

float rozy=1.0;

int size=32;

int pasy=2;

int tryb=GL_MODULATE;

int tryb2=GL_LINEAR;

int param=4;

bool m;

int zrodlo1 = 1; //zrodlo nr 1 wlaczone

double bok = DLUGOSC_BOKU; // Dlugosc boku szescianu

int szerokoscOkna = 800;

int wysokoscOkna = 600;

int b=14;//ilo podziałów poziomych

int c=26;//ilo podziałów pionowych

float OBO=OBSERWATOR_ODLEGLOSC;

float OBX=OBSERWATOR_OBROT_X;

float OBY=OBSERWATOR_OBROT_Y;

float OX=0,OZ=0; //kšty nachylenia orbity ródła wiatła

float wys=12;//wysokosc walca

float H=0.0;//wysokosc obserwatora

float wys_ekr=0.0;

int kat=0; //nachylenie obserwatora do plaszczyzny obiketu

float odl=sqrt(OBO*OBO-H*H);//odleglosc obserwatora

float rzs=8,hzs=0;

int kzs=0;

// Prototypy funkcji

void RysujSzescian(double a);

void UstawParametryWidoku(int szer, int wys);

void WyswietlObraz(void);

void ObslugaKlawiatury(unsigned char klawisz, int x, int y);

void UstawDomyslneWartosciParametrow(void);

double stdorad(double x);//zamian stopni na radiany

double raddost(double x);//zamian radianów na stopnie

double stdorad(double x){

return ((x*pi)/180.0);

}

double raddost(double x){

return ((180.0*x)/pi);

}

GLfloat swiatlo1[10][4];

GLfloat material1[5][4];

void UstawDomyslneWartosciParametrow(void)

{

// Tablica parametrow materialu nr 1 - bialy

GLfloat param_materialu1[5][4] = {

{1.0, 1.0, 0.0, 1.0}, // [0] współczynnik odbicia wiatła otoczenia

{1.0, 1.0, 0.0, 1.0}, // [1] współczynnik odbicia wiatła rozproszonego

{1.0, 1.0, 1.0, 1.0}, // [2] współczynnik odbicia wiatła lustrzanego

{40.0, 0.0, 0.0, 0.0}, // [3] połysk

{0.0, 0.0, 0.0, 1.0}}; // [4] kolor wiatła emitowanego

// Tablica parametrów ródła wiatła nr 1

GLfloat param_swiatla1[10][4] = {

{0.0, 0.0, 0.0, 1.0}, // [0] otoczenie

{1.0, 1.0, 1.0, 1.0}, // [1] rozproszenie

{1.0, 1.0, 1.0, 1.0}, // [2] lustrzane

{5, 0, 0, 1.0}, // [3] poło enie

{-1, 0, 0, 1.0}, // [4] kierunek wiecenia

{4.0, 0.0, 0.0, 0.0}, // [5] tlumienie kštowe swiatła

{90.0, 0.0, 0.0, 0.0}, // [6] kšt odciecia wiatła

{1.0, 0.0, 0.0, 0.0}, // [7] stale tlumienie

{0.0, 0.0, 0.0, 0.0}, // [8] tlumienie liniowe

{0.0, 0.0, 0.0, 0.0}}; // [9] tlumienie kwadratowe

// Skopiowanie zawartosci tablic param_* do tablic globalnych

memcpy(material1, param_materialu1, LPOZ_MENU_MATERIALU*4*sizeof(GLfloat));

memcpy(swiatlo1, param_swiatla1, LPOZ_MENU_SWIATLA*4*sizeof(GLfloat));

glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_TRUE);

}

void DefiniujMaterial1(void)

{

glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, material1[2]);

}

void pozycjaswiatla(float r, float h, int kat)

{

kzs=kat%360;

float alfa=stdorad(kzs);

GLfloat v[3]={r*cos(alfa),h,r*sin(alfa)};

swiatlo1[3][0]=v[0];

swiatlo1[3][1]=v[1];

swiatlo1[3][2]=v[2];

swiatlo1[4][0]=(-1)*v[0];

swiatlo1[4][1]=(-1)*v[1];//+wys/2;

swiatlo1[4][2]=(-1)*v[2];

}

void WlaczOswietlenie(void)

{

glPushMatrix();

glRotatef(OX,1.0,0.0,0.0);

glRotatef(OZ,0.0,0.0,1.0);

// Odblokowanie oswietlenia

glEnable(GL_LIGHTING);

// Odblokowanie zrodla swiatla nr 1

if (zrodlo1 == 1){

glEnable(GL_LIGHT0);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, swiatlo1[0]);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, swiatlo1[1]);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, swiatlo1[2]);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, swiatlo1[3]);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, swiatlo1[4]);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_EXPONENT, swiatlo1[5][0]);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_CUTOFF, swiatlo1[6][0]);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, swiatlo1[7][0]);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, swiatlo1[8][0]);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, swiatlo1[9][0]);

//ustawienie czarnej kulki symbolizujacej pozycje reflektora

//kulka nie jest oswietlana

glPushAttrib(GL_LIGHTING_BIT);

glPushMatrix();

glDisable(GL_LIGHTING);

glTranslatef(swiatlo1[3][0],swiatlo1[3][1],swiatlo1[3][2]);

glColor3f(0.0,0.0,0.0);

glutSolidSphere(0.4,20,20);

glPopMatrix();

glPopAttrib();

}

else glDisable(GL_LIGHT0);

glPopMatrix();

}

float* GeneratorTekstury()

{

float *tekstura;

float *wskaznik;

int rozmiar = 4*size*size;

int i;

float kolor1[4] = {1.0, 1.0, 0.0, 1.0}; //zolty

float kolor2[4] = {0.0, 0.0, 1.0, 1.0}; //niebieski

tekstura = new float[rozmiar];

wskaznik = tekstura;

int numer=0;

int polowka=int(size/2);

int cwiartka=int(size/4);

int temp=size-1;

for (i=0;i<size;i++){

for (int zonk=0;zonk<size;zonk++){

if ((zonk==temp)){

*(wskaznik++) = kolor2[0];

*(wskaznik++) = kolor2[1];

*(wskaznik++) = kolor2[2];

*(wskaznik++) = kolor2[3];

}

else{

*(wskaznik++) = kolor1[0];

*(wskaznik++) = kolor1[1];

*(wskaznik++) = kolor1[2];

*(wskaznik++) = kolor1[3];

}

temp--;

}

return tekstura;

}

void RysujSzescian(double a)

{

float* tekstura = GeneratorTekstury();

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,param,size,size,0,GL_RGBA,GL_FLOAT,tekstura);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,tryb2);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,tryb2);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S,GL_REPEAT);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T,GL_REPEAT);

glTexEnvi(GL_TEXTURE_ENV,GL_TEXTURE_ENV_MODE,tryb);

glEnable(GL_TEXTURE_2D);

double texX = 0, texY = 0, texX2=0,texY2=0;

double texS_x, texS_y;

texS_x=(float)rozx/c;

texS_y=(float)rozy/b;

int ih,iv;

int pion,poz,smash;

float x1,x2,y1,y2,z1,z2,r1,r2;

float ctg_alfa; //kšt nachylenia ciany bocznej do podstawy

float H,R;

float top_point;

H=5;

R=3;

ctg_alfa=R/H;

pion=b;

poz=c;

smash=0;

top_point=4;

for(ih=smash;ih<pion;ih++,texY+=texS_y)

{

y1=top_point-ih*H/pion;

y2=top_point-(ih+1)*H/pion;

r1=(ih*H/pion)*ctg_alfa; //r=h*ctg(alfa)

r2=((ih+1)*H/pion)*ctg_alfa;

glBegin(GL_QUAD_STRIP);

for(iv=poz;iv>=0;iv--,texX+=texS_x) {

texX2=texX+texS_x;

texY2=texY+texS_y;

x1=r1*cos(iv*2*GL_PI/poz);

z1=r1*sin(iv*2*GL_PI/poz);

x2=r2*cos(iv*2*GL_PI/poz);

z2=r2*sin(iv*2*GL_PI/poz);

glNormal3f(x1,y1,z1);

glTexCoord2f(texX, texY);

glVertex3f(x1,y1,z1);

glNormal3f(x2,y2,z2);

glTexCoord2f(texX, texY2);

glVertex3f(x2,y2,z2);

}

texX-=texS_x;

glEnd();

}

delete(tekstura);

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Funkcja ustawiajaca parametry rzutu perspektywicznego i rozmiary viewportu. Powinna

// by wywolywana kazdorazowo po zmianie rozmiarow okna programu.

void UstawParametryWidoku(int szer, int wys)

{

// Zapamietanie wielkosci widoku

szerokoscOkna = szer;

wysokoscOkna = wys;

// Ustawienie parametrow viewportu

glViewport(0, 0, szerokoscOkna, wysokoscOkna);

// Przejscie w tryb modyfikacji macierzy rzutowania

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

gluPerspective(OBSERWATOR_FOV_Y, (float)szerokoscOkna/(float)wysokoscOkna, 1.0,

1000.0);

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Funkcja wyswietlajaca pojedyncza klatke animacji

void WyswietlObraz(void)

{

// Wyczyszczenie bufora koloru i bufora glebokosci

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

glClearColor(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);

// Przejscie w tryb modyfikacji macierzy przeksztalcen geometrycznych

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

// Zastapienie aktywnej macierzy macierza jednostkowa

glLoadIdentity();

// Ustalenie polozenia obserwatora

glTranslatef(0, 0, -OBO);

glRotatef(OBX, 1, 0, 0);

glRotatef(OBY, 0, 1, 0);

WlaczOswietlenie();

// Narysowanie szescianu

RysujSzescian(bok);

// Przelaczenie buforow ramki

glutSwapBuffers();

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Funkcja obslugi klawiatury

void ObslugaKlawiatury(unsigned char klawisz, int x, int y)

{

if(klawisz == '=') {

OBO += 1.0;

H=OBO*sin(stdorad(OBX)); }

else if (klawisz == '-') {

OBO -= 1.0;

H=OBO*sin(stdorad(OBX)); }

else if (klawisz == 'q') b+=2;

else if (klawisz == 'e') { if (b>3) {b-=2; } }

else if (klawisz == 'z') c+=2;

else if (klawisz == 'c') { if (c>3) {c-=2; } }

else if (klawisz == 'w') {

H=OBO*sin(stdorad(OBX));

odl=OBO*cos(stdorad(OBX));

H+=0.5;

OBO=sqrt(H*H+odl*odl);

OBX=raddost(atan(H/odl)); }

else if (klawisz == 'x') {

H=OBO*sin(stdorad(OBX));

odl=OBO*cos(stdorad(OBX));

H-=0.5;

OBO=sqrt(H*H+odl*odl);

OBX=raddost(atan(H/odl)); }

else if (klawisz == 'u') {

rzs+=0.1;