Видовые преобразования
Подключение графической библиотеки OpenGL к интерфейсу Windows
Стандарт реализации OpenGL для Windows требует выполнения некоторых настроек, связанных с особенностями операционной системы. Для того чтобы оконная система могла работать с OpenGL, необходимо провести ее инициализацию и сконфигурировать буфер фрейма. Система OpenGL, как и любое другое приложение Windows, нуждается в ссылке на окно, на котором будет осуществляться воспроизведение. Ссылка на контекст воспроизведения – величина типа HGLRC (Handle to OpenGL Rendering Context) – связывает OpenGL с оконными системами Windows. Для получения этого контекста OpenGL нуждается в величине типа HDC (контекст устройства) окна, на который будет осуществляться вывод. Таким образом, чтобы начать работать с командами OpenGL, приложение должно создать один или несколько контекстов воспроизведения для потока, и сделать текущим один из них. Каждый поток при этом может иметь один и только один текущий контекст воспроизведения, который ассоциирован с определённым контекстом устройства. Прежде чем получить контекст воспроизведения, сервер OpenGL должен получить детальные характеристики используемого оборудования. Эти характеристики хранятся в специальной структуре, тип которой TPixelFormatDescriptor (описание формата пикселей). Формат пикселей определяет число бит на пиксел, конфигурацию буфера цвета и вспомогательных буферов используемых для вывода изображения. Для установки формата пикселей необходимо написать соответствующую процедуру, типичный пример которой приведён в приложении 2. Для работы с контекстом воспроизведения в Win32 API реализованы следующие функции. wglCreateContext(dc); Функция создаёт контекст воспроизведения OpenGL, который подходит для рисования на устройстве, определённом дескриптором dc. При успешном завершении функция возвращает дескриптор созданного контекста воспроизведения OpenGL, и NULL – в случае неудачи. Текущий контекст воспроизведения потока должен быть единственным. Следующая функция позволяет определить контекст воспроизведения для контекста устройства. wglMakeCurrent (dc, hrc); 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. Структуру приложения, использующего OpenGL, можно изобразить в виде схемы (рис. 1)
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.
Рисование примитивов
Процедура рисования заключается вкомандные 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. Пример: задание стороны куба glBegin (GL_POLYGON); glNormal3f (0.0, 0.0, 1.0); glVertex3f (1.0, 1.0, 1.0); glVertex3f (-1.0, 1.0, 1.0); glVertex3f (-1.0, -1.0, 1.0); glVertex3f (1.0, -1.0, 1.0); glEnd;
Таблица 1.2. Значение параметра mode
Визуализация сцены
Для создания сцены необходимо задать область вывода объектов и задать способ проецирования. Если область вывода не задана явно, то в OpenGL используется установленная по умолчанию зона в виде куба видимости 2x2x2 с началом координат в центре куба (рис. 2).
Рис. 2. Вид системы координат Oxyz
Система координат в OpenGL Oxyz (рис. 2) расположена таким образом, что ось Oz направлена в сторону противоположную направления зрения. Окно видимости (Windows) масштабируется в пределах [-1; 1] по осям Ox, Oy. Изображение по умолчанию воспроизводится на плоскости z=0. Существует два типа проецирования: параллельная проекция и перспективная. Ортогональная проекция – это частный случай параллельной проекции, при которой проецирующие лучи ортогональны картинной плоскости. При ортогональном проецировании точка (x, y, z) на объекте проецируется в точку (x, y, 0) на плоскости проекции. В OpenGL ортогональная проекция, характеризуемая параллелепипедом видимости, задаётся функцией glOrtho(), объявленной следующим образом: glOrtho (left, right, bottom, top, near, far) Таким образом, видны все объекты, которые попали внутрь параллелепипеда видимости. При проецировании, преобразование координат включает в себя этапы, изображённые на рис. 3. Сначала мировые координаты (система координат, в которой определяется положение объекта, положение точки наблюдения и экрана) преобразовываются в видовые координаты. При этом точки изображения остаются на своих местах, но система мировых координат переходит в систему видовых координат. Затем выполняется перспективное преобразование, добавляющее эффект перспективы в зависимости от расстояния от объекта до экрана и расстояние от точки наблюдения до экрана. Система трёхмерных видовых координат переходит в систему двухмерных экранных координат. При построении параллельной проекции перспективное преобразование не выполняется, и видовые координаты используются в качестве экранных координат (X, Y).
Рис. 3. Схема преобразования координат
Видовые преобразования
Видовые преобразования осуществляются с помощью матричных преобразований. В OpenGL текущая матрица преобразований является произведением двух матриц – матрицы модели и матрицы проецирования, при этом формируется единая матрица преобразования, которая применяется ко всем вершинам всех геометрических объектов. Матрица модели – glMatrixMode (GL_MODELVIEW) связана с координатами объектов. Это матрица в базисе видовых координат, она используется для построения картинки в том виде как её видит наблюдатель. Матрица проецирования – glMatrixMode (GL_PROJECTION). Матрица в системе координат устройства. Вычисляет нормализованные координаты, которые преобразуются в экранные после трансформаций, связанных с областью вывода. Команда glLoadIdentity заменяет текущую матрицу единичной матрицей (матрицей с единицами по главной диагонали и равными нулю всеми остальными элементами).
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (246)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |