WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

«Михаил Краснов O p e n G L ГРАФИКА В ПРОЕКТАХ DELPHI CattJUfl-JEetfiefiJtffa Дюссельдорф • Киев • Москва • ...»

-- [ Страница 4 ] --

Для разбиения окна на несколько экранов пользуемся знакомым нам прие мом, основанным на использовании команд giviewPort и gi scissor. Напом ню, что вторая из них нам необходима для того, чтобы при очистке буфера кадра не закрашивался весь экран.

Для сокращения кода видовые параметры задаются одинаковыми для всех трех экранов:

procedure TfrmGL. FormResize (Sender: ' ' b e t ;

[Ojc) begin glMatrixMode {GL_PRO>JECTION) ;

glLoadldentity;

gluPerspective (60.0, ClientWidth / ClientHeight, 5.0, 70.0);

glMatrixMode (GL_HODELVIEW);

glLoadldentity;

InvalidateRect(Handle, nil, False);

end;

Конечно же, для каждого экрана можно эти параметры задавать индивиду ально, тогда соответствующие строки необходимо вставить перед заданием установок, например, перед очередным giviewport:.

Для каждого экрана меняем положение точки зрения командой glPushMatrix;

// первый экран - левая половина окна giviewport(0,0,round(ClientWidth/2), ClientHeight);

glScissor(0,0,round(ClientWidth/2 !, ClientHeight);

// вырезка 21 б OpenGL. Графика в проектах Delphi glClearColor(0.55, 0.9, 0.4,0.0);

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_JBIT) ;

glPushMatrix;

gluLookAt(25.0,25.0,50.0,25.0,25.0,20.0,0.0,1.0,0.0);

glTranslatef(25.0,25.0,10.0) ;

glRotatef (Angle, 1.0, 0.0, 0.0);

giCallList(Torus);

glPopMatrix;

//' второй экран — правый верхний угол окна // единица -- для получения разделительной линии glViewport {round (ClientWidth/2) + 1, round. (ClientHeight/2} +1, round(ClientWidth/2), round(ClientHeight/2));

g.l.Scis5or(round(ClientWidth/2) + 1, round (ClientHeight/2) +i, round(ClientWidth/2), round(ClientHeiqht/2));

glClearColor{0.7, 0.7, 0.9,0.0);

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTHJ3UFFER_BIT);

glPushMatrix;

gluLookAtf25.0,50.0,50.0,25.0,25.0,20.0,0. 0,1.0,0.0;

;

glTranslatef(25.0,25.0,10.0);

glRotatef (Angle, 1.0, 0.0, 0.0);

giCallList(Torus);

glPopMatrix;

// третий экран ~ левый нижний угол окна giViewport(round(ClientWidth/2) +1,0, round(ClientWidth/2), round(ClientHeight/2));

glScissor(round(ClientWidth/2)+1,,round(ClientWidth/2),round(ClientHeight/2!:;

glClearColor(0.0, 0.6, 0.7, 0.0);

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER 31?};

glPushMatrix;

gluLookAt(0.0,25.0,50.0,25.0,25.0,20.0,0.0,1.0,0-0);

giTranslatef(25.0,25.0,10.0);

glRotatef (Angle, 1.0, 0.0, 0.0);

glCaliList(Torus);

gl PopMatrix;

.

giPopMatrix;

Стоит напомнить, что без следующей строки ничего работать не будет:

giEnable(GL_SCISSOR_TEST);

// включаем режим вырезки Два рассмотренных примера подготовили нас к тому, чтобы познакомиться со следующим проектом из подкаталога Ех56, где визуализируется содержи мое буфера глубины (рис. 4.35).

Окно приложения не изменяется в размерах, для храпения содержимого бу фера глубины введен массив с размерностью, подогнанной под размеры окна:

Zbuf : Array [0..WIN WIDTH - 1, 0..WIN HEIGHT - 1] of G. V. r if34;

Глава 4. Визуальные эффекты Рис. 4.35. Содержимое буфера глубины доступно для визуализации Для хранения значения глубины на каждый пиксел экрана требуется одно вещественное число.

Левая половина окна является обычной областью вывода, в ней рисуется вращающийся тор. После рисования тора содержимое буфера глубины ко пируется в массив.

Для второго экрана видовые параметры задаются так, чтобы удобно было установить позицию растра, затем массив zbuf копируется на экран:

, 0, round (С] ientWidth/2), C l i e n t H e i g h t ) ;

(0,0,round•ClientWidth/2), C l i e n t H e i g h t ) ;

g l C l e a r (GLjO)LOR_BUFFER BIT or GL_DEPTH_BUETER_BIT);

// для правого экрана з а д а е т с я перспективная проекция glMatri:

glLoadldentity;

g l u P e r s p e c t j v e ( 6 0. 0, C l i e n t W i d t h / C l i e n t H e i g h t, 5.0, TO.0);

glMatrixMode(GL_MODFLVIEW);

glLoadldentity;

giPushMatrix;

gluLookAt(25.0, 2 5. 0, 5 0. 0, 25. 0, 25. 0, 20. 0, 0. 0, 1.0, 0. 0 } ;

glTransJatef(25.0,25.0,10.0) ;

gl.Rotar.ef (Angle, 1.0, 0.0, 0. 0 ) ;

glCallList(Torus) ;

// копируем в массив содержимое буфера глубины (0, 0, WIN_WIDTH, WTNHEIGHT, GI- GLFLOAT, Sbuf);

glPopMatrix;

// левый экран round(ClientWidth/2), CIienHeight);

glviewportfround(ClientWidth/2) + 1, glSczissor (round (CI: enr.'/Jidth/2) + 1, 0, round (ClientWidth/2 ClienHeiaht);

g l C l e a r ( GLCOLOR_BUFFER_BIT or GLDEPTH_BUFFF,R_BIT) ;

giPushMatrix;

glMatrixMode (GL_PROJi:CTION) ;

glLoadldentity;

OpenGL Графика в проектах Delphi glRasterPos2i (-1, - 1 ) ;

// позиция вывода в координатах экрана // вывод содержимого массива glDrawPixels (WIN_WIDTH, WIN_HEIGHT, GL_LUMIN'ANCE, GLFLOAT, @Zbuf);

glPopMatrix;

Содержимое массива (буфера глубины) выводится оттенками серого, пиксе лы, наиболее близко расположенные к наблюдателю, выглядят темнее, глу бина максимальна для наиболее удаленных точек.

Если третий аргумент команды glDrawPixels изменить, например, на GLGREEN, получим ту же самую картинку в оттенках зеленого.

Комбинируя значения пятого аргумента команды giReadPixeis и третьего параметра команды glDrawPixels, можно получать различные видеоэффекты (посмотрите мою пробу на эту тему в подкаталоге Ех57).

Возможно, вам потребуется, чтобы на экране присутствовало только одно, трансформированное изображение. Двойная буферизация будет здесь как никогда кстати.

В проекте из подкаталога Ех4б демонстрируется, Содержимое буфера г л чинны как это можно сделать (рис. 4.36).

Рис* 4.36. Объекты можно рисовать стеклянными Команда giciear вызывается сразу же после того, как заполнен массив. По скольку процедура swapBuffers не вызывалась, все предыдущие манипуля ции остаются для пользователя незамеченными.

Можете в двух командах giciear манипулировать аргументами, не стирая каждый раз оба буфера, возможно, вам пригодятся получающиеся эффекты.

Буфер накопления Этот буфер аналогичен буферу цвета, но при выводе в него образы накапли ваются и накладываются друг на друга.

Используется буфер для получения эффектов нерезкости и сглаживания.

Посмотрим на примере проекта из подкаталога Ех59, как осуществляется работа с буфером накопления.

Глава 4. Визуальные эффекты Рис. 4.37. Пример на использование буфера накопления Пример очень простой: на экране нарисованы два разноцветных прямо угольника, частично перекрывающие друг друга, в области пересечения происходит смешение цветов (рис. 4.37).

Первые две цифровые клавиши задают режим воспроизведения полигонов, линиями или сплошной заливкой.

ПрИ Инициализации работы Приложения В З В М КОМанДЫ glClearAccum ЫО О задается значение, которым заполняется буфер накопления.

Воспроизведение кадра состоит в том, что прямоугольники рисуются в бу фере кадра по отдельности, в буфере накопления изображения накаплива ются. Ключевую роль здесь играет команда glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glCallList(thingl);

/7 красный прямоугольник // буфер кадра загружается в буфер накопления с коэффициентом 0. glAccum(GL_LOAD, 0.5);

glClear(GLCOLORJ3UFFER_BIT) ;

// экран очищается glCallList(thing2);

// зеленый прямоугольник // наложение старого содержимого буфера накопления // с содержимым буфера кадра glAccum

// содержимое буфера накопления выводится в буфер кадра glAccum(GL_RETURN, 1.3);

Здесь требуются некоторые пояснения.

Если вторым аргументом команды giAccum задается GLLOAD, старое содер жимое буфера аккумуляции затирается, подменяется содержимым буфера кадра.

Первые три действия примера можно осуществлять и так, т. е. явным обра зом очищая буфер накопления:

OpenGL. Графика в проектах Delphi,' •' :.'читаются буфер кадра и буфер накопления :f.C_oar iCL_C(JbOR HUFb ER_BГГ -jr GL_ACCUM_ BUFFER_B1T) ;

q i C

// красный прямоугольник,• '' ;

: о.:•'.": ржи мое буфера кадра смешивается с содержимым буфера накопления • / ;

пустил) -_.]•..;

«-• • • j. r r. ( G L _ A C C U M f 0.5;

;

Вторым параметром команды giAccum можно манипулировать для управле ния яркостью изображения, в данном примере полигоны помещаются в бу фер накопления с коэффициентом 0.5, т. е. их яркость уменьшается вполо пину. При итоговом вызове этой команды яркость можно увеличить, коэф фициент может принимать значения больше единицы.

Теперь перейдем к проекту из подкаталога ЕхбО, рисующему на экране не сколько объектов из модуля GLUT (рис. 4.38).

Рис. 4.38. Эта композииия станет тестовой для примеров на буфер накопления Здесь нет особых приемов, работа с буфером накопления отсутствует, но эта программа послужит основой для следующих примеров.

Вот в проекте из подкаталога Ехб1 выводится та же самая картина, но не резкой, размытой.

Замечание ^ Возможно, в примере эффект мало заметен, но после того, как разберем про грамму, вы сможете его усилить.

Чтобы смазать изображение, в буфере накопления одна и та же сцена рису ется несколько раз, каждый раз с немного измененной точкой зрения.

Например, чтобы изображение двоилось, надо нарисовать сиену два раза под двумя точками зрения. Чем больше мы возьмем таких точек зрения, тем более ровным окажется размытость, но такие эффекты, конечно, заторма живают воспроизведение.

Глава 4. Визуальные эффекты • Можно пожертвовать качеством изображения, но повысить скорость: взять небольшое количество точек зрения, но увеличить расстояние между ними в пространстве.

В примере используется модуль jitter, переложение на Delphi известного мо дуля jitter.h. Модуль содержит в виде констант набор массивов, хранящих координаты точек зрения, а точнее — смещений точки зрения, разбросан ных вокруг нуля по нормальному (Гаусса) закону.

Массивов всего семь, массив с именем J2 содержит данные для двух точек зрения, j66 содержит 66 таких точек.

Тип элементов массивов следующий:

type j itter_point = record x, у : GLfloat;

end;

В нашем примере введена константа, задающая, сколько "кадров" будет смешиваться в буфере накопления:

const;

ACSIZE = В;

В примере установлена ортографическая проекция:

procedure TfrraGL. Fo_rmReKize (Sender: TObject) ;

begin glViewport(0, 0, ClientWidth, ClientHeiqht);

glMatrixMode

glLoadldentity;

IE ClientWidth <^ ClientHeight 'hen giOrtho ( 2 2, 2.25, -2.2S*ClientHeight/ClientWidch, -. 2.25*Client:Height/ClientWidth, -10.0, 10.0) else glOrtho (-2.25*Clientwidth/ClientHeight, 2.25*ClientWidth/ClientHeight, -2.25, 2.25, -10.0, 10.0);

glMatrixMode (GLMODELVIEW) ;

InvalidateRect(Handle, nil, False) ;

end;

Из параметров команды giortho видно, что расстояния между левой и пра вой, верхней и нижней плоскостями отсечения одинаковы и равны 4.5. Это число мы будем использовать в качестве базового при кодировании эффекта размытости, как масштаб для перевода в мировые координаты:

procedure TfrmGL.DrawScene;

var viewport : Array[C..3] of GLir.t;

litter : GLint;

222 OpenGL. Графика в проектах Delphi begin glGetlntegerv (GL_VIEWPORT, @viewport);

// viewport[2] - ClientWidth // viewport[3] = ClientHeight glClear(GL_ACCUM_BUFFER_BIT);

For jitter := 0 to ACSI2E - 1 do begin glCIear(GL_C0L0R_BUFFER_8IT or GL_DEPTH 3UFFER_BIT);

glPushMatrix;

// Эта формула преобразовывает дробное перемещение пиксела / / в мировые координаты glTranslatef (j8 [jitter] „x*4.5/viewport[2], j8[jitter].y*4.5/viewport[3], 0.0) ;

• dispiayObjects;

// рисуем сцену glPopMatrix;

glAccum(GL_ACCUM, i.O/ACSIZE);

// в буфер накопления end;

glAccum (GL_RETURN, 1.0);

. / буфер накопления - в буфер кадра / SwapBuffers(DC);

// вывод кадра на экран end;

Обратите внимание, что коэффициент яркости при заполнении буфера на копления задается таким образом, что его итоговое значение будет равно единице, т. е. результирующие цвета не будут искажены.

Замечание В примере используется массив из восьми точек, если на вашем компьютере этот пример работает слишком медленно, можете уменьшить это число до трех, а базовое число 4.5 в формулах преобразования увеличить раза в три.

Если для вас важно качество изображения, но пауза перед воспроизведением кадра недопустима, можете отказаться от двойной буферизации, а команду SwapBuf fers заменить на glFlush.

Думаю, теперь этот пример для вас понятен, и мы можем перейти к сле дующему, где буфер накопления используется для получения эффекта фокуса.

Проект из подкаталога Ехб2 содержит программу, рисующую всё ту же ком позицию. Первоначально изображение ничем не отличается от картинки из предыдущего примера.

Для получения эффекта необходимо задать базовую точку в пространстве.

находящуюся в фокусе, или расстояние от наблюдателя до этой точки. Точ ка зрения немного переносится в пространстве, перспектива немного уси ливается. Чем сильнее усиливается коэффициент перспективы, тем менее узкая область пространства не теряет резкость. Сцена воспроизводится в искаженной перспективе, и процесс повторяется несколько раз с разных точек зрения.

Глава 4. Визуальные эффекты Для облегчения кодирования в программе написаны две вспомогательные Процедуры, ОСНОВНая ИЗ КОТОрЫХ AccFrustum.

Первые шесть аргументов процедуры идентичны аргументам команды glFrustum.

Аргументы pixdx и pixdy задают смещение в пикселах для нерезкости. Оба устанавливаются в нуль при отсутствии эффекта размытости. Параметры eyedx и eyedy залают глубину области, в пределах которой сцена не раз мывается;

если оба они равны нулю, то на сцене не будет присутствовать область, находящаяся в фокусе. Аргумент focus задает расстояние от глаза наблюдателя до плоскости, находящейся в фокусе. Этот параметр должен быть больше нуля (не равен!).

Поскольку процедура использует команду переноса системы координат, до ее вызова видовые параметры должны быть заданы с учетом будущего пере носа.

procedure AccFrustum(left, right, bottom, top: GLdouble;

anear, afar, pixdx, pixdy, eyedx, eyedy: GLdouble;

focus: GLdouble);

var xwsize, ywsize : GLdouble;

// размеры окна dx, dy : GLdoubie;

// для хранения параметров области вывода viewport : array[0..3] of GLint;

begin glGetlntegerv (GL_VIEWFORT, ^viewport);

// получаем размеры окна xwsize := right — left;

// дистанция в пространстве по горизонтали ywsize := top — bottom;

// дистанция в пространстве по вертикали // приращения для искажения перспективы dx := -(pixdx*xwsize/viewport[2] + eyedx*anear/focus);

dy := —(pixdy*ywsize/viewport[3] + eyedy*anear/focus);

glMatrixMode (GLPROJECTION) ;

glloadldentity () ;

// меняем перспективу на чуть искаженную glFrustum (left + dx, right + dx, bottom + dy, top + dy, anear, afar);

gLMa-rixMode(GL_MODELVIEW);

giLoadldent i с у[J;

// переносим центр сцены glTranslatef (-eyedx, —eyedy, 0.0);

end;

В принципе, этой процедуры достаточно, но для тех, кто привык пользо ваться командой giuPerspective для задания перспективы, написана про цедура AccPerspective, первые четыре аргумента которой идентичны аргу ментам giuPerspective. Смысл остальных параметров мы разобрали выше.

OpenGL. Графика в проектах Delph crocedure AccPerspective (fovy, aspect, anear, afar, pixdx, pixdy, eyedx, eyedy, focus: GLdouble);

fov2,left,right,bottom,top : GLdouble;

boqin. / половина угла перспективы, переведенного в радианы / fovZ :- ((fovy*Pi) / iSO.O) / 2.0;

// рассчитываем плоскости отсечения гор := anear / (cos(fov2) / sin (fov2));

bottom := —top;

rjght. := top * aspect;

]of;

. :^ —right;

i'lccFrostiam (left, righr, bottom, top, anear, afar, pixdx, p-..xdy, eyedx, eyedy, focus);

end;

Эта процедура вызывается перед каждым воспроизведением системы объектов.

Для получения эффекта фокуса можете переписать вызов, например, так:

а;

:•:'Perspective (50. О, viewport [2 ] /viewport [3], I.0, 15.0, j8[jitterj.x, j8[jitter].y, 0. 33* j8f jitter].x, 0. 33-] 8 [ j it. Ler ]. y, 4.0);

Последний аргумент можете варьировать для удаления плоскости фокуса от глаза наблюдателя.

Следующие два примера отличаются от предыдущих только наполнением сцены.

В проекте из подкаталога ЕхбЗ пока отсутствуют какие-либо эффекты, про сто нарисовано пять чайников из различного материача, каждый из которых располагается на различном расстоянии от глаза наблюдателя (рис. 4.39).

Рис. 4.39. Эта композиция станет тестовой для допол нительного примера на эффект фокуса Глава 4. Визуальные эффекты В проекте из подкаталога Ех64 нарисованы те же пять майников, но в фоку се находится только второй из них, золотой, остальные объекты размыты.

! Замечание ) Для подготовки каждого кадра может потребоваться несколько секунд.

ИсПОЛЬзуЮТСЯ Все те Же самые Процедуры AccFrustum И Acr-Perspective.

Еше приведу несколько примеров на эту тему.

В проекте из подкаталога Ех65 мы не встретим ничего принципиально но вого. Рисуется шестнадцать раз чайник с различных точек зрения, только не используется отдельный модуль, а массивы пикселпых смешений описаны здесь же. Среди этих массивов вы можете найти дополнительные наборы данных, например, массив на 90 точек.

На рис. 4.40 приведен результат работы программы из подкаталога Ехбб, также приводимой только для закрепления темы.

Рис. 4.40. Объекты сцены в примере рисуются нерезкими Здесь эффект нерезкости используется в анимационном приложении, нажа тием на клавишу "А' можно включать/выключать этот эффект.

Туман Туман является самым простым в использовании спецэффектом, предна значенным для передачи глубины пространства. Он позволяет имитировать атмосферные эффекты дымки и собственно тумана.

При его использовании объекты сцены перестают быть чересчур яркими и становятся более реалистичными, естественными ;

ьчя восприятия.

Посмотрим на готовом примере, как работать в OpenCiL с этим эффектом.

S За к.

226 OpenGL. Графика в проектах Delphi Рис. 4. 4 1. Пример на использование тумана Рис. 4.41 демонстрирует работу проекта из подкаталога Ех67: пять чайников, располагающихся от наблюдателя на различном удалении, атмосфера на полнена дымом.

Цвет дыма в примере задается серым, что является обычным значением при использовании тумана:

fogColar : array!0..3] of GLfloat = {0.5, 0.5, 0.5, 1.0);

При инициализации задаем параметры дымки:

glEnable(GL_FOG);

// включаем режим тумана fogMode := GL^EXP;

// переменная, хранящая режим тумана glFOgi(GL_F0G_M0DE, fogMode);

// задаем закон смешения тумана glFogfv(GL_FOG_COLOR, @fogColor);

// цвет дымки glFogf{GL_FOG_DENSITY, 0.35);

// плотность тумана glHint

// предпочтений к работе тумана нет Здесь при инициализации закон "затухания" тумана задается наиболее под ходящим для обычных задач значением - GL_EXP, ПОМИМО ЭТОЙ константы могут использоваться еще GL_LINEAR И GL_EXP2 (В файле справки приведены соответствующие формулы, по которым происходит потеря цвета).

Приложение имеет всплывающее меню, позволяющее по выбору пользова теля задавать различные законы затухания тумана. Обратите внимание что для^линейного закона задаются расстояния до ближней и дальней щоско стеи отсечения, в пределах которых туман затухает по линейному закону оолее удаленные предметы растворяются в дыму:

procedure TfmGL. SelectFog (mode: GLint), // выбор режимов тумана begin сазе mode of 1 : begin glFogf(GL_FOG_START, 1.0);

// ближняя плоскость для ^немкогс // затухания glFogf(GL_FOG_END, 5.0);

// дальняя плоскость для ;

:инейногс // затухания Глава 4. Визуальные эффекты giFogi(GL_FOG_MODE, GI,^ LINEAR);

// линейный закон InvalidateRect(Handle, nil, False};

end;

begin glFogi(GL_FOG_MODE, GL_EXP2);

InvalidateRect(Handle, nil, False);

end;

begin glFogi(GL_FOG_MODE, GL_EXP);

InvalidateRect{Handle, nil, False);

end;

close;

end;

end;

Приведу еще один несложный пример, проект из подкаталога Ех68, иллю стрирующий, как туман можно использовать для передачи глубины про странства (рис. 4.42).

Рис. 4.42. Обычно эффект дымки используется для передачи глубины пространства Пример действительно простой: в легкой дымке рисуется правильный мно гогранник. В таких картинках наблюдатель обычно путается с определением того, какие ребра фигуры более удалены, при использовании же дымки ни какой неопределенности не возникает.

Обратите внимание, что в этом примере мы снова встречаемся с функцией giHint;

пожелание к системе OpenGL состоит в том, чтобы туман эмулиро вался с наилучшим качеством:

procedure myinit;

const fogColor : Array [0..3] of GLFloat = (0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

// цвет тумана OpenGL Графика в проектах Delphi beg: v i -_ Enable (GL FOG);

// включаем туман jl gLFogi (GL_FOG_MODE, GL_LI.NE/J

11 линейный закон распространение qlHint !GL FOG HINT, GL_ NICEST);

// пожелания к передаче т/ма^а gIFcgf (GL_FOG START, 3.0);

// передняя плоскость туман;

, alb'oqi (GL_FOG END, 5.0);

// задняя плоскость ':>ЪЕНП qirygiv (GL_E'OG COLOR, efogCol or) ;

// надаем цвет тумана gLClearColor (0.0, 0.0, C O, 1.05;

glDept-hF-unc {GL_LESSj ;

glEnable(GL DEPTH_TE3T);

;

::SnadeKcdel (GL_FLAT) ;

end ;

Тень и отражение Вообще говоря, автоматизация этих эффектов в OpenGL не прелусмотрепа, т. е, нет готовых команд или режимов, после включения которых объекты сцены будут снабжены тенью или будут отражаться на какой-либо поверх ности.

Для простых случаев задач тень можно рисовать самому, я думаю, что это самое оптимальное по скорости решение задачи.

Рис. 4.43 демонстрирует работу программы из подкаталога Ех69, в которой на полу рисуется тень от подвешенного над ним в пространстве параллеле пипеда.

Объект можно передвигать в пространстве с помощью клавиш управления курсором, тень корректно отображается для любого положения.

Рис. 4.43. Для простых задач тень можно рисовать самому, по многоугольникам Глава 4. Визуальные эффекты В программе описана пользовательская процедура для рисования тени с уче том того, что все грани куба параллельны координатным плоскостям. Тень рисуется в виде шести отдельных серых многоугольников, для каждой грани объекта:

procedure TfrmGL.Shadow;

// подсчет координат точки тени для одной вершины procedure OneShadow ix, у, z, h : GLfloat;

var xl, yi. : GI,float);

begin xl := x * LightPosition [2] / (Light Posit ion [2] - {?, + h! ;

;

= If LichtPosition [01 < x tr.en begin If xl > 0 then xi : = :.ight. Position ;

0] + xl end else begin If x: • 0 iihen xl :~ hiqht.Pogit.ion [Oj — XJ end;

> yl :- у * LighlPoait i on [Z] / [ LiqhtPcsiti on \2] - :z + h :• : ;

If LightPosir.ion [ 1 ] < у then begin If yl > 0 then yl : • Light Posir i on и! + yi end else begin If yl > G then yl :-- LightPositicn tlj - • yl end;

If xl < 0 then xl :- 0 else I f xl > SquareLength then xi. : = SquareLength;

If yl < 0 then yl :- 0 else If yl > SquareL-ength then y;

:^ SquareLenqUh;

end;

var xl, yl, x2, y2, хЗ, y3, x4, yl : Glfloat;

wrkxl, wrkyl, wrkx2, wrky2, wrkx.3, wrky3, wrkx-i, wrky4 : GLf • odt;

begin OneShadow (cubeX + cubeL, cubei + cubeH, cubeZ, cubeW, xl, yl);

OneShadow fcubeX, cubeY + cubeH, cubeZ, cubeW, x2, y2!;

OneShadow (cubeX, oubeY, cubeZ, cuboWf x3, y3i;

OneShadow (cubeX + CUDCL, cubeY, cubeZ, cubeK, x4, y4 i;

// пол на.уровне —1 пс оси Z, тень рисуется над полом, —С. 99 не сси 7.

If cubeZ + c b i J >=• 0 then begin ue' glBegin (GL QUADS);

// тень от верхней грани объекта glVertex3f (xl, yl, —;

J.99) ;

glVertex3f (x2, y2, -0.99);

glVertex3f (x3, y3, -0.99);

glVertex3f ;

'x4, y4, -0.99);

glEnd;

end;

If cubeZ >= 0 then begin wrkxl := xl;

wrk\l := yl;

wrkx2 := x2;

wrky2 := y2;

OpenGL. Графика в проектах Delph wrkx3 := x wrky3 := уз wrkx4 := x wrky4 := y OneShadow {cubeX + cubeL, cubeY + cubeH, cubeZ, 0, xl, y.

' OneShadow (cubeX, cubeY + cubeH, cubeZ, 0, x2, y2};

OneShadow (cubeX, cubeY, cubeZ, 0, x3, y3);

OneShadow (cubeX + cubeL, cubeY, cubeZ, 0, x4, y4);

glBegin ( L QUADS) ;

G glVertex3f (Xl, yi- -0.99);

// нижняя грань glVertex3f (x2, -0.99);

glVertex3f (x3, уз, -0.99);

glVertex3f (x4. y4, -0.99);

glVertex3f (wrkx2, wrky2, — (3.99);

// боковые грани glVertex3f (x2, У2, -0.99);

glVertex3f (x3. V3, -0.99);

glVertex3f (wrkx3, wrky3, -0.99) glVertex3f (wrkxl, wrkyl, -0.99) glVertex3f (wrkx4, wrky4, -0.99) glVertex3f (x4, y4, -0.99};

glVertex3f (xl, yl, -0.99);

glVertex3f (wrkxl, wrkyl, -0.99) glVertex3f (xl, yl, -0.99);

glVertex3f (x2, y2, -0.99);

(wrkx2, wrky2, -0.99) glVertex3f glVertex3f (wrkx3, wrky3, -0.99} glVertex3f 1x3, y3, -0.99);

(x4, y4, -0.99);

glVertex3f glVertex3f (wrkx4, wrky4, -0.99) glEnd;

end ;

end;

Этот пример не универсальный, край пола я намеренно убрал за границу экрана, чтобы скрыть ошибку, возникающую при приближении тени к это му краю.

Перейдем к следующему примеру, проекту из подкаталога Ех70, результат работы которого представлен на рис. 4.44.

Сцена воспроизводится для каждого кадра два раза, нал полом — окрашенной, под полом — бесцветной.

Для получения сероватой тени от объектов сцены используется смешение цветов и буфер трафарета. Рассмотрим, как это делается.

Глава 4. Визуальные эффекты Р и с. 4. 4 4. Получение тени с помощью специальных средств библиотеки OpenGL Параметры, задаваемые для смешения цветов, традиционны:

д1ЕпаЬДе(GL^BLEND);

glBlenciFunc (GL_SRC_ALPHA, GLJDNE_MINUS_SRC_ALPHA) ;

Буфер трафарета заполняется нулями до рисования тени, а когда рисуется тень, значение в буфере трафарета увеличивается для каждого пиксела, где она присутствует:

glClearStencil(0) ;

glStenciIOp(GL_INCR, GL_INCR, GL_INCR);

glStencilFunc(GL_EQUAL, 0, $FFFFFFF);

Тестирование буфера трафарета используется для воспроизведения только тех пикселов, где значение в буфере трафарета равно нулю;

поскольку зна чение увеличивается, то соответствующие пикселы исключаются из даль нейшего использования.

В результате каждый пиксел тени используется только один раз, чтобы тень получалась однотонной.

При нажатии на клавишу ' С можно отключать использование буфера тра фарета, в этом случае некоторые участки тени становятся темнее из-за того, что при смешении цвета значение альфа-компонента удваивается при нало жении объектов. Булевская переменная usestencii является флагом, задаю щим режим использования буфера трафарета.

Для проекции объектов на плоскость пола используется пользовательская матрица проекции с нулем на диагонали, чтобы проецировать Y-координату в нуль:

mtx[0,0;

:= 1. mtxfl,l'_ := 0 ;

mtx[2,2;

- — 1. mtx[3,3] := 1. 232 OpenGL. Графика в проектах Delphi Поскольку объекты будут рисоваться дважды, код для их воспроизведения ВЫНесен В отдельную Процедуру DrawScene.

Теперь перейдем непосредственно к коду кадра:

/ / рисуем пол, источник света отключаем, иначе пол чересчур темный ' с,] PushMatrix;

glDisable (GL_LIGHTC);

g l D i s a b l e iGL_LIGtITING) ;

g l C c l c r 3 f ( 0. 8, 0. 3,.1) ;

qlT3egin(GL_QUADS) ;

gIVertex3i (-0.5, -0.5, 0.5);

giVertex3f(0.5, -0.5, 0.5) ;

glVertex3f (0.5, -0.5, --0.51 ;

glVert:ex3f (-0.5, -0.5, - 0. 5 ) ;

glEnd;

glEnable (GL_LIGHTING);

glEnable (GL_LIGHT0);

glPopMatrix;

// рисуем объекты над полом, в красном цвете glPushKatrix;

g!Color3f(1, 0, 0);

glRotaref(Angle, 1, 1, 1);

DrawScene;

gi ••-opMatrix;

_ / / рисуем тень If uscStcncil then begin // используется ли буфер трафарета glCiear(GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

glEnabie(GL STENCIL_TEST);

end ;

// проецируем объекты на пол glFushMatrix;

gl.Cc Lor4f (0, 0, (, 0. 3} ;

/ / цвет объектов задаем черньгл ;

gITianslatef(0, —0.5, 0,;

giMuirMatrixf (@ratx) ;

/ > для корректней проекции на плоское/:!, :к,лг:

glRotatef{Angle, I, 1, 1);

glDisable (GLDEPTH_TE3T) ;

// отключаем буфер глубины DrawScene;

// рисуем фальшивую сцену под полом glEnable (GL_DEPTHTEST) ;

// возвращаем обычный режим glPopMatrix;

glDisabh;

(GL_STENCIL_TEST) ;

Замечание ) Поскольку тень рисуется на поверхности пола, на время ее воспроизведения отключается тестирование буфера глубины, как это делается всегда при вос произведении соприкасающихся примитивов, иначе у тени появляется пара зитный узор.

Глава 4. Визуальные эффекты Рис. 4.45. Площадка с тенью перемещается в пространстве Следующий пример является прямым потомком предыдущего: в проекте из подкаталога Ех71 площадка с тенью вращается вокруг системы объектов, как будто источник света также перемещается в пространстве (рис. 4.45).

Обратите внимание, что в отличие от предыдущего примера объекты сцены окрашены в разные цвета. Чтобы этого не произошло с тенями объектов и они остались бы серыми, процедуру воспроизведения сцепы я снабдил па раметром, задающим, включать ли источник света и надо ли использовать цвета:

procedure DrawScene (light : Boolean! ;

begin glPushMatrix;

If Jight then b c i :

eir 71 Enable iGL_L,IGHTTNG) ;

.

сjEnable {GT, LIGHTO) ;

cjCoior'if(j, 0.3, 0.5);

end ;

glbtsolidTorus(0-I, 0.2, 16, [) ;

If light the-n glCclcjr 3f { 0. 5, 0.8, 0.8);

glTranslatef(0.05, 0.OS,-0.2);

gVjtSolidSphere (0.05, 16, 16) ;

glirans!atef ' 0.2, 0.2, 0.4};

glutsoiidSchere',0.1, 16, 16) ;

glTrar.sia^el7 [0.3, 0.3, -0.2) ;

If light then begin glDis^.bie.GL LIGHTOi;

glDisaDie :GL_LIGHTING);

end ;

glPopMatrlx;

end;

234 OpenGL. Графика в проектах Delphi При воспроизведении кадра нет никаких хитрых перемножений матриц, система координат ложной сцены перемещается вслед за площадкой и про изводится масштабирование:

procedure TfrmGL.WMPaint (var Msg: TWMPaintj;

var ps : TPaintStruct;

begin BeginPaint(Handle, ps);

glCIear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

glPushMatrix;

glPushMatrix;

// пол glCoior3f{0.8, 0.8, 1);

glRotatef{Angle, 0, 1, 0) ;

glBegin(GL_POLYGON) ;

glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);

glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5);

glVertex3f(0.5, 0.5, -0.5);

glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);

glEnd;

glPopMatrix;

glPushMatrix;

// тень glClear(GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

glEnable(GL_STENCIL_TEST) ;

glColor4f{0, 0, 0, 0.4);

glTranslatef(0.5*c, 0, 0.5*a);

// перемещение для тени glScaled(abs(a),1,abs(с));

// отобразить изменения в расстоянии glDisable(GL_DEPTH_TEST) ;

glRotatef(AngleSystem, 1, 1, 1);

DrawScene (False);

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

glDisable(GL_STENCIL_TEST);

glPopMatrix;

glRotatef(AngleSystem, 1, 1, 1);

// собственно система объектов DrawScene (True);

glPopMatrix;

' SwapBuffers(DC);

EndPaint(Handle, ps);

Angle := Angle + 5;

// угол поворота площадки If Angle >= 360.0 then Angle := 0.0;

AngleSystem := AngleSystem + 2.5;

// угол поворота системы объектов If AngleSystem >= 360.0 then AngleSystem := 0.0;

a := -sin(Angle * Pi/180);

b := 0;

с := costAngle * Pi/180);

InvalidateRect (Handle, nil, False) ;

// зацикливаем програмьг/' end;

Глава 4. Визуальные эффекты Замечание Обратите внимание, что в обоих примерах тень рисуется всегда, даже тогда, когда выходит за границы пола.

Переходим к проекту из подкаталога Ех72, очень интересному примеру, результат работы которого представлен на рис. 4.46.

Рис. 4.46. Использование буфера трафарета для получения узоров на плоскости Пример является иллюстрацией того, как можно использовать буфер трафа рета для нанесения узоров на плоскость, одним из таких узоров является тень объекта.

На сцене присутствует модель самолета, земля, взлетная полоса, разметка взлетной полосы и тень от самолета, навигация в пространстве сцены осу ществляется с помощью мыши.

По выбору пользователя на экран выводится содержимое буфера кадра, бу фера трафарета или буфера глубины. В последних двух случаях для удобства восприятия выводится содержимое буферов не действительное, а преобразо ванное.

Нажимая на цифровые клавиши или выбирая пункт всплывающего меню.

можно останавливать воспроизведение сцены на каком-либо этапе.

Для упрощения программы я запретил изменение размеров окна, чтобы не приходилось менять размеры массивов, предназначенных для хранения со держимого буферов.

В этом примере мы впервые встречаем команду giDrawBuffer, директивно задающую, в какой буфер будет осуществляться вывод. Хотя в этой про 236 OpenGL. Графика в проектах Delphi грамме можно вполне обойтись и без использования этой команды, вос пользуемся случаем, чтобы с ней познакомиться.

Аргументом процедуры копирования содержимого буфера глубины является символическая константа, задающая буфер вывода. Перед непосредствен ным выводом в рабочую переменную заносится имя текущего буфера выво да, чтобы затем по этому значению восстановить первоначальные установки.

Как мы видели в одном из предыдущих примеров, при передаче содержи мого буфера глубины фон залит белым цветом, объекты сцены как бы по гружены в туман.

В этом примере содержимое буфера глубины, вернее, массива, соответст вующего этому содержимому, инвертируется, отчего восприятие картинки улучшается:

procedure Tf rmGL. copyDepthToColor (whichColorBuffer : G e. m ;

Lruj var X, у : GLint;

max, min : GLfloat;

previousColorBuffer : GLint;

begin // заполняем массив deptb.SavG содержимым буфера глубины glReadPixels (0, 0, winWidth, winHeight, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FL,OAT, SdepthSave) ;

// инвертирование содержимого- мае С И Р a depths ave max := 0;

min := 1;

For у := 0 to winHeight - 1 do For x := 0 to winWidth — 1 ic begin If (depthSave [winWidth ' у + xj < :. n) ri then min := deptr.Savo [ wi nWi dr.:: "' у f xi;

If {depthSave[winWidth * у • x] > m x l and (depthSave [winWidth * + у + к] < 0.9v9i thnn max := deptnSave [winvVidt:;

* у + x] ;

end;

For у := 0 to winHeight — 1 do For x := 0 to winWidth - I do If (depthSave [winWidth *• у + x] <^ гдах) then depthSave [ wi nWi.dtn " у + x J :

- 1 - {depthSave iw: nWi dth * •" у - X;

— min} / ' r a - min) r.x else depthSavo /^inWidt.h * у i x/1 : ^ 0;

// м-я.ччем проекцию, чтобы удобнее з а д й в л ъ позицию \у-и:.оца pa ::i oa pushOrthoView{0, 1, 0, 1, 0, i. ;

;

у ] RasterFo=53f (0, 0, — О. Ь ) ;

// мон-io q I kastP:r?os21 !0, \,) ' glDisable (GL_DEPTH_TE3T) ;

// пьгвог: только з б;

/О;

:р кадра glDisable(GL_STENClI._TF,ST) ;

glColorMask(TRUE, TRUE, TRUE, TRUE);

Глава 4. Визуальные эффекты /! 'ъа:кжинаем текущий Куфеи ви-оца giGotJrtegerv(GL DRAW_BUFFKR, OpreviousCclorBuile::) ;

glDrawButf ei: i whict";

Coior3uf fer) ;

// задаем требуемый бууес вывода // выводим оттенками серого содержимое массиве;

gIDrawPixol.s (winWidth, winHeight, GL _LUMINANCE, GL_F:,OAT, ^doptr_Ga\-'-: ;

// восстанавливаем первоначальные установки glDrawBuffer(previousColorBuffer);

glEnabl G (GL_DEPTHTEST) ;

popVi'Dw;

/ / восстакаялкзаем видовые параметры end;

В буфере трафарета будут присутствовать целые значения и пределах от нуля до шести для объектов и значение ?FF ДЛЯ фона, при выводе содержимого этого буфера на экране такие оттенки будут трудноразличимыми. Поэтому для вывода используется вспомогательный массив, служащий для перевода цветовой палитры:

const // вспомогательный массив дл^ передачи содержимого буфера трафагстз colors, 0), (25:- // красный (25;

, 2 // 18, С ), желтый (72, 9 ^ // желтоват о-зеленый о :, 2 5, 145), // о5 голубОБа ~\хл циан 0- 1 5, 255), //.4 цианово- СИ! 1ИЙ 72, о 255),, /7 синий с пурпурныгл оттенксь 2 5, 0, 218) 5 // Краснова rbii пурпуоньм // процедура передачи буфера трафарета цветами procedure Tf rmGL. copyStencilToOi i or f whi chColcrB'if i"e;

: GLerjur! ;

var x, у : GLint;

prGvicusColorBui'fer : GLint;

stencl lvalue : GLint;

begin // считываем ъ массиве stenc: i I Save содержимое нужного буфера glReadPixels (0, 0, v;

inWidth, ;

;

nllci ghL, GL_ STENCIL_INDSX, G2. CNSIGNKi, BYT •:

@ster.ci ISave) ;

// перевод значений в г.вою палитру For у :

- 0 ' о wmHeight. • I -Л;

:

.

f o х := ' to w:._nWidth — i d^ :л;

;

д1п 'r J stencil Value := stencil Save >'inWidth * у ( x | ;

" color 5ave f (winWidtzrt * у -- x)*3 + 0] := colors. stenci 1 Value mod '' [ С j ;

t •| color.3avR | (winWidtn r у •• х)*3 + 1] := colors [si.er:cilVaJ.ue mod " j \ 1 ;

+ ' colorSave [ iwinWidtri * у + x)*3 + 2] := colors [stencilValue mod 7] [21;

end;

238 OpenGL Графика в проектах Delphi 11 меняем матрицу проекций дпя задания позиции зывода растра pushOrthoView{0, 1, 0, 1, 0, 1);

glRasterPos3f(0, 0, -0.5);

glDisable (GL_DEPTHTEST) ;

// вывод только в буфер кадра glDisable (GL_STENCIL_TEST) ;

glColorMask(TRUE, TRUE, TRUE, TRUE);

glGetIntegerv(GL_DRAW_BUFFER, @previousColorBuffer);

glDrawBuffer(whichColorBuffer);

// передаем содержимое буфера трафарета в цвете glDrawPixels(winWidth, winHeight, GL_RG8, GL_UNSIGNED_BYTE,?coLcrSave);

// восстанавливаем первоначальные установки glDrawBuffer(previousColorBuffer);

glEnable (GL_DEPTHTEST);

popView;

end;

Базовая площадка, земля аэродрома, рисуется всегда, но менее удаленные объекты должны загораживать ее:

procedure TfrmGL.setupBasePoIygonState(maxDecal : GLinti;

begin glEnable(GLJDEPTHJTEST);

If useStencil then begin glEnable{GL_STENCIL_TEST};

glStencilFunc(GL_ALWAYS, maxDecal + 1, $ff);

// рисуется всегда glStencilOp(GL_KEEP, GL_REPLACE, GL_ZERO);

end end;

Все остальные объекты сцены в своих пикселах увеличивают значение бу фера трафарета, загораживая более удаленные объекты:

procedure TfrmGL.setupDecalState(decalNum : GLint);

begin If useStencil then begin glDisable(GL_DEPTH_TEST);

glDepchMask(FALSE);

glEnable(GL_STENCIL_TEST);

glStencilFunc(GL_GREATER, decalNum, $ffi;

glStencilOp(GL_KEEP, GLJCEEP, GL_REP:ACF);

end end;

Воспроизведение объектов сцены не содержит для нас ничего нового, по этому рассмотрим подробно только итоговый код воспроизведения кадра:

Глава 4. Визуальные эффекты procedure T'rmGL.WMPaint ( a Msg: TWMPamt);

vr var ps : TPaintStruct;

label // метка для передачи управления doneWithFrame;

begin BeginPaint(Handle, ps);

glClear (GL_COLORBUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// буфер трафарета очищается только при включенном режиме If dataChoice = STENCIL then giClear(GL_5TENCIL_BUFFER BIT);

glPushMatrix;

glScalef(0.5, 0.5, 0.5);

If stage = 1 then goto doneWithFrame;

// выбран этап setupLight;

setupKormalDrawingState;

// без записи в буфер трафарета glPushMatrix;

glTranslatef(0, 1, 4) ;

glRotatef(135, 0, 1, 0) ;

drawAirplane;

// рисуем самолет glPopKatrix;

If stage = 2 then goto doneWithFrame;

// выбран этап setupEasePolygonState (3) ;

// 3 - для трех картинок на земле drawGround;

// рисуем землю If stage = 3 then goto doneWithFrame;

// выбран этап setupCecalState(1);

// наклейка 1 — асфальт взлетной полосы drawAsphalt;

// рисуем асфальт If stage = 4 then goto doneWithFrame;

// выбран этап setupCecalSLate(2);

// наклейка 2 — желтые полосы на асфальте drawStripes;

// рисуем полосы If stage = 5 then goto doneWithFrame;

// выбран этап setupDecalState(3);

// наклейка 3 — тень от самолета glDisable (GLLIGHTING) ;

// тень рисуется без источника света glEnable(GL_BLEND);

// обязательно включить смешение цвета glPushMatrix;

glColor4f(0, 0, 0, 0.5);

// цвет тени — черный, альфа < 1. glTranslatef(0, 0, 4);

// сдвигаем систему координат под землю glRotatef(135, 0, 1, 0);

// подгоняем систему координат для тени glScalef{1, 0, 1);

drawAirplane;

// рисуем копию самолета — тень glPopMatrix;

glDisable (GLBLEND) ;

glEnable(GL_LIGHTING);

{label} doneWithFrame:

setupNormalDrawingState;

// восстановить нормальные установки glPopMatrix;

OpenGL. Графика в проектах Delphi /7 • • еи выйран вывел буферов, все предыдущее затирается:

' • •л If d a t a Choice = STENCIL t h e : : c o p y S t o n c i i T o C o l o r I'GL BACK;

"f data-Choice = DEPTH Lhen copyDept-hToCo Lor iGL_EACK) ;

SwapBuffers(DC) ;

RndPair.t (Har.dJe, ps) ;

Надеюсь, этот пример помог вам лучше уяснить многие вопросы, связанные с буферами.

Эффект отражения плоским зеркалом реализуется в OpenGL. способом, по хожим на то, что мы использовали для тени — объекты рисуются дважды, над и под поверхностью отражения.

Для такого эффекта достаточно одного смешения цветов, буфер трафарета используется здесь для того, чтобы фальшивая система не выглядывала за пределами зеркальной поверхности.

На рис. 4.47 показан один из моментов работы следующего примера, распо лагающегося в подкаталоге Ех73.

Р и с. 4. 4 7. Простейший пример на получение эффекта зеркального отражения Код воспроизведения следующий:

procedui'L Ti'rrnGL.WMPaint (var Msg : TWKPaint) ;

ps : TTaintStruct;

begi n B^yinPainir. (Handle, ps) ;

Глава 4. Визуальные эффекты glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTHBUFFER_BIT) ;

glLcadldentity;

glTranslatef(0, -0.5, -4);

// здесь пол рисуется только в буфер трафарета glEnable(GL_STENCIL_TEST);

gl3tencilOp(GL_REPLACE, GL_REPLACE, GL_REPLACE);

glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, $FFFF) ;

// пол рисовать всегда glCclorMask (FALSE, FALSE, FALSE, E'ALSE);

glDisable(GLJDEPTH_TEST);

DrawFloor;

// собственно пол // восстанавливаем нормальные установки glCclorMask(TRUE, TRUE, TRUE, TRUE);

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

// отражение рисуется только там, где значение в буфере // трафарета равно единице glStencilFunc(GL_EQUAL, I, SFFFF);

glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_KEEP);

// рисуем отраженную сцену glPushMatrix;

glScalefd, —1, 1);

// переворачиваем по оси Y DrawObjects;

glPcpMatrix;

// рисуем настоящий пол, полупрозрачным, чтобы можно было увидеть // отраженные объекты glDepthMask(FALSE) ;

DrawFloor;

glDepthMask(TRUE);

// для воспроизведения подлинной системы отключаем буфер трафарета, // иначе она также будет обрезаться областью пола glDisable(GL_STENCIL_TEST);

DrawObjects;

glFinish;

SwapBuffers(DC);

EndPaint(Handle, ps);

Angle := (Angle + 2) mod 360;

// для поворота в следующем кадре InvalidateRect(Handle, nil, False);

end;

Все вроде просто, но если вы внимательно посмотрите на пример, то обна ружите мою небольшую хитрость: окно приложения нельзя изменять в раз мерах.

Сделал я это специально, иначе при сужении окна по вертикали, начинает выглядывать фальшивая система объектов за границей пола.

Ответ на вопрос "а почему?" состоит в том, что третий аргумент команды gistencilOp при подготовке вывода фальшивой системы имеет не совсем OpenGL. Графика в проектах Debhi подходящее значение. Этот аргумент должен быть GL ZERO ИЛИ GL INCR, НО при таких значениях на поверхности отраженных объектов появляется'не прошенный узор.

Мы уже встречали эту проблему и знаем, что она связана с наложением альфа-компонентов для замкнутых фигур, знаем также, что она ^гко реша ется сортировкой поверхностей.

Привожу окончательный вариант соответствующего фрагмента кода- можете убедиться, что после внесения изменений все работает совершенно кор ректно: ' glStencilFunc(GL_EQUAL, I, $FFFF);

glStencilOp{GL_KEEP, GLJCEEP, GLINCR};

// здесь изменен трегий -ум=ч, ар glPushMatrix;

giScalef(1, - 1, 1);

glCullFace (GL_FRONT) ;

//сортировка поверхностей, внутренняя и внеч-.яя glEr.able (GL_CULLJTACE) ;

// поверхности воспроизводятся о т д е л ю DrawObjects;

glCullFace (GL_BACK);

DrawObjects;

glDisable (GL_CULL_FACE);

glPopMatrix;

Познакомимся теперь, как можно создавать эффект многократного отраже ния. Рис 4 48 демонстрирует работу следующего примера, проекта из подка талога Ьх74: на стенах комнаты висят два зеркала, одно напротив другого ооъекты сиены многократно отражаются в этих зеркалах.

Рис. 4.48. Пример на создание многократного отражения Глава 4. Визуальные эффекты Клавишами управления курсором можно регулировать, как глубоко распро страняется это отражение, нажатием на клавишу 'Н' можно менять точку зрения, при взгляде сверху демонстрируются ложные дубликаты объектов.

Главной в этом примере является процедура draw_scene, используемая ре курсивно для многократного воспроизведения объектов сцены:

const stencilmask : longint = SFFFFFFFF;

procedure TfrmGL.draw_scene(passes:GLint;

cullFace:GLenum;

stencilVal;

GLuint;

mirror: GLint);

var newCullFace : GLenura;

passesPerMirror, passesPerMirrorRem, i : GLint;

curMirror, drawMirrors : GLUint;

begin // один проход, чтобы сделать реальную сцену passes := passes — 1;

// рисуем только в определенных пикселах glStencilFunc(GL_EQUAL, stencilVal, stencilmask);

// рисуем вещи, которые могут закрыть перзые зеркала draw_sphere;

draw_cone;

// определяем номер отражений зеркала If mirror о —1 then begin passesPerMirror : ^ round(passes / {nMirrors — li );

passesPerMirrorRem := passes mod (nMirrors - 1);

If. passes > nMirrors — then drawMirrors := nMirrors — else drawMirrors := passes;

end else begin /,' mirror == —i означает, что это — начальная сцена (не было // никаких зеркал) passesPerMirror := round(passes / nMirrors);

passesPerMirrorRem := passes mod nMirrors;

If passes > nMirrors then drawMirrors : = nMirrors else drawMirrcrs := passes;

end;

i := 0;

While drawMirrors > 0 do begin curMirror := i mod nMirrors;

If curMirror <> mirror then begin drawMirrors := drawMirrors — 1;

// рисуем зеркало только в буфере шаблона giColorMask(False, False, False, False);

244 OpenGL. Графика в проектах Delphi glDepthMask(False) ;

glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_INCR);

araw_mirror(mirrors[curMirror]);

glColorMaskfTrue, True, True, True);

glDepr_hMask(True) ;

glStericilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_ KEEP) ;

// рисуем отраженную сцену newCullFace : = ref J cct r.hrougn_mirror {mirrors [curMirrcr j, cuil Face);

If passesPerMirrorRemoO then begin // рекурсивное обращение самой к себе draw_scene(passesPerMirror + 1, newCuilFace, stencilVal + I, curMirror);

passesPerMirrorRem := passesPerMirrorRem — 1;

^ end else draw_scene(passesPerMirror, ncwCullFaco, stenciiVa] -., :

curMirror);

/ ' возвращаем видовые параметры / undo_reflect_through_mirror(mirrors[curMirror], cull Face);

// обратная сторона в нашей величине шаблона glStencilFunc(GL_EQUAL, stencilVal, stencilma яk);

end;

inc(i);

ena;

draw room;

end;

В этой главе нас ждет еще один пример с использованием эффекта зеркаль ного отражения, так что мы не прощаемся с этой темой окончательно.

Закончу раздел примером, в котором хотя и эмулируется зеркало, однако непосредственно эффекта отражения не создается.

Откройте проект из подкаталога Ех75. После запуска откомпилированного модуля на экране появляется следующая картина: по кругу, в центре ко торого находится глаз наблюдателя, вращаются четыре цветных кубика.

В верхней части экрана располагается прямоугольник, в котором как в зер кальце заднего вида отражается кубик, находящийся за спиной наблюдателя (рис. 4.49).

Для зеркальца на экране создается вырезка, точка зрения наблюдателя раз ворачивается на 180 градусов, и сиена воспроизводится второй раз:

// обычная точка зрения glViewport(0, 0, ClientWidth, ClientHeigntj;

qlKatrixMode (GL_PROJECTT.ONi ;

glLoadldentity;

Глава 4. Визуальные эффекты gluPerspective(45.0, ClientWidth / ClientHeight, 0.1, 100.0);

glMatrixMode(GL_MQDELVIEW);

glLoadldentity;

gluLookAt{0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

glClear(GL_COLOR BUFFER_B1T or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// воспроизводим систему из четырех кубиков glPushMatrix;

glRotatef(Angle, 0.0, 1.0, 0.0);

glCalLList(1) ;

glPopMa-rix;

// точка зрения для зеркальца glDisabLe(GL_LIGHTING);

// чтобы линии не стали серыми glViewport(ClientWidth shr 2, ClientHeight-(ClientHeight shr 2), ClientWidth shr 1, ClientHeight shr 3);

glEnable(GL_SCISSOR_TEST);

// вырезка для зеркальца glScissor(ClientWidth shr 2, ClientHeight-(ClientHeight shr 2), ClientWidth shr 1, ClientHeight shr 3 ) ;

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadldentity;

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadldentity;

glOrtho;

-1.001, 1.001, -1.001, 1.001, -1.001, 1.001);

// белая рамочка вокруг зеркальца glColor3f(1.0, 1.0, 1.0) ;

glBegin:GL_LINE_LOOP) ;

glVertex3i(-l, 1, 1) ;

.

glVertex3i( 1, 1, 1} ;

glVertex3i! 1,-1, 1) ;

glVertex3i(-1,-1, 1) ;

glEnd;

// вид внутри зеркальца glLoadldentity;

a := (CJientWidth shr 1) / (ClientHeight shr 3);

b := (ClientHeight shr 3)/ (ClientWidth shr 1);

gluPerspective(45.0*b, a, 0.1, 100.0);

// развсрачиваемся на 180 градусов glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadlcentity;

gluLook?_t( 0.0, 0.0,-1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

glEnable(GL_LIGHTING);

glScalef(-1.0, 1.0, 1.0);

// важно — эмулируем зеркало // разЕСрачиваем нор:/.алк кубиков, так эффектнее glFrontFace(GL_CW);

alPushl^atrix;

246 OpenGL. Графика в проектах Delphi glRotatef(Angle, 0.0, 1.0, 0.0);

glCallList(1);

glPopMatrix;

glFrontFace(GL_CCW);

glDisable(GL SCISSOR TEST);

Рис. 4. 4 9. В зеркальце можно увидеть, что происходит за спиной наблюдателя Шаблон многоугольников В этом разделе мы подготовимся к легендарной теме использования тексту ры в OpenGL.

Шаблон многоугольников является простым способом нанесения узоров на многоугольники, его можно использовать в качестве текстуры для плоских задач.

Сейчас последует не очень выразительный и зрелищный пример, по он во многом полезный. В проекте из подкаталога Ех76 рисуется плоская деталь, с которой мы начинали наше изучение примитивов OpenGL. Тогда нам при шлось изрядно потрудиться, чтобы нарисовать невыпуклый многоугольник.

Теперь все стало несколько проще: я ввел массив, хранящий координаты десяти вершин, лежащих на контуре фигуры:

detal : Array [0..9] of TVector = ((-0.23678, 0.35118, 0.0), (-0.23678, 0.7764, 0.0), (-0.37966, 0.7764, 0.0), { 0 5, 0.60606, 0.0), -. ( 0 5, -0.4, 0.0}, -. (0.45, -0.4, 0.0), (0.45, 0.60606, 0.0), Глава 4. Визуальные эффекты (0.27966, 0.7764, 0.0), (0.13678, 0.7764, 0.0), (0.13678, 0.35113, 0.0) Используются tess-объекты и просто перечисляются вершины контура:

gluTessBeginPolygon (tobj, nil);

gluTessBeginContour(tcbj);

For i : 0 to 9 do = gluTessVertex(tobj, @detal[i], @detal [i]);

gluTessEndContour(tobj);

gluTessndPolygon(tobj);

Вышесказанное пока не относится к теме раздела, а только позволяет нам вспомнить некоторые пройденные темы.

Теперь по поводу собственно узора, в данном случае штриховки. Для нее я взял массив из 16 одинаковых строчек:

const р75 : Array [0..127] of GLUbyte = ( $аа, Saa, $aa, Saa, $ff, $ff, $ff, $ff, Значение каждого байта будет задавать узор восьми пикселов строки.

Для подключения штриховки необходимо включить соответствующий ре жим и вызвать команду, устанавливающую шаблон:

glEnable (GL_POLYGONSTIPPLE) ;

glPolygonStipple(@p75);

Теперь деталь покрывается равномерным узором. В программе случайно меняется текущий цвет, вся штриховка монохромная. Она может быть и разноцветной;

если для каждой вершины многоугольника цвет задавать ин дивидуально, то штриховка покроется цветными переливами.

Рис. 4.50 иллюстрирует работу следующего, совсем простого примера (под каталог Ех77).

Три прямоугольника верхней линии штрихуются с различными шаблонами, крайние прямоугольники штриховкой не покрываются. Для всех прямо угольников верхней строки текущий цвет задан белым.

Нижние прямоугольники рисуются все без штриховки, переход оттенков обеспечивается тем, что текущий цвет для каждого из прямоугольников за дается со все увеличивающейся интенсивностью.

При использовании штриховки многоугольников в пространстве появляется особый эффект, рассмотрим его на следующих нескольких примерах.

OpenGL. Графика в проектах Delphi Рис. 4.50. Пример на использование различных штриховок В проекте из подкаталога Ех78 на экране рисуется вращающийся додекаэдр.

Программу отличает то, что при ее инициализации включается режим штриховки многоугольников. Штриховка первоначально задается точечной, и ничего необычного поначалу не заметно. Нажатием клавиши пробела можно поменять шаблон;

при использовании второго, в виде насекомых, становится видно, что штриховка не проецируется на поверхность объекта, а заполняет плоскостным узором область, ограниченную объектом (рис. 4.5]).

Рис. 4. 5 1. Штриховка многоугольников используется чаще всего для плоскостных построений Этим свойством можно пользоваться для придания эффекта некоторой при зрачности.

Глава 4, Визуальные эффекты Проект из подкаталога Ех79 содержит программу, иллюстрирующую, как реализовать такой эффект.

На сцене присутствуют знакомые нам по некоторым предыдущим примерам сфера и конус, но сфера здесь выглядит эфемерно (рис. 4.52).

Рис. 4.52. Штриховкой можно пользоваться для создания призрачных объектов Поскольку в OpenGL из многоугольников строятся все объемные фигуры вообще, режим штриховки распространяется и на сферу.

Шаблон штриховки в программе заполняется случайными числами:

procedure create_stipple_pattern(var pat : TPattern;

opacity : GLfloat};

var x, у : GLinr.;

begin For у := 0 to 31 do begin pat[y] := 0;

For x := 0 to 31 do If (random > 0.6) // чем меньше это число, тем плотнее штоиховка then pat[у] := pat[yj xor (1 shl x ) ;

end;

end;

При воспроизведении кадра режим штриховки включается только для сферы:

(GL_POLYGON_STIPPLE>;

draw s p h e r e ( A n g l e ) ;

glDisable(GL_POLYGCN_STIPPLE);

250 OpenGL Графика в проектах Delphi Посмотрите, какой эффект возникает, если менять штриховку по ходу рабо ты приложения, для чего вставьте следующие две строки перед очередной перерисовкой кадра:

create_stipple_pattern(spherePattern, 0.5);

qlPolygonStipple(@spherePattern);

Замечание Старайтесь выносить подобные вычислительные операции за пределы собст венно воспроизведения кадра.

Если попытаться и второй объект сцены, конус, сделать таким же эфемер ным, то сфера при прохождении за ним становится невидимой — конус за крывает ее, так как шаблоны штриховки у них одинаковы.

Посмотрите проект из подкаталога Ех80: здесь такого не происходит, по скольку для каждого объекта сцены шаблон задается индивидуштьно:

glEnable(GL_PGLYGON_STIPPLE);

// включить режим штриховки giPolygonStipple(@conePattern);

// задаем шаблон для конуса draw_cone;

// рисуем штрихованный конус giPolygonStipple(@spherePattern);

// задаем шаблон для сферы draw_sphere(Angle);

// рисуем штрихованную сферу glDisable(GLPOLYGON_STIPPLE) ;

// выключим режим Текстура Текстура подобна обоям, наклеиваемым на поверхность. Тема этого раздела является самой интересной, но она столь обширна, что рассмотреть ее дос конально нам не удастся, этому можно посвятить целиком отдельную книгу.

Думаю, что наилучшим образом вы разберетесь с данной темой только то гда, когда самостоятельно попробуете решить какую-то задачу, я же приведу набор готовых решений только для самых распространенных задач, возни кающих при использовании текстуры в OpenGL.

Текстура бывает одномерной и двумерной. Одномерная текстура может использоваться только для нанесения узора в виде полосок, двумерная по зволяет наносить прямоугольные образы.

Начнем изучение темы с одномерной текстуры. Подкаталог Ех81 содержит следующий пример: на объекты нескольких типов накладываются чередую щиеся красные и синие полоски (рис. 4.53).

Всплывающее меню приложения содержит пункты, позволяющие менять ширину полосок, выбирать тип объекта из трех базовых, а также управлять одним из параметров текстуры — генерацией координаты з.

Глава 4. Визуальные эффекты Рис. 4.53. Пример использования одномерной текстуры В пользовательской процедуре MakeTeximage подготавливается массив образа текстуры, а также задаются все связанные с ней параметры:

var TexWidth : GLint = 1 6 ;

// ширина текстуры GenSOn : Boolean = True;

// генерировать ли координату s // параметром процедуры является требуемая ширина текстуры, // число должно быть степенью двойки procedure MakeTeximage (TexIrnageWidth : GLint) ;

const // параметры текстуры TexParams : Array [0..3] of GLfloat = (0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

var Texlmage : Array [0..128 * 3] of GLUbyte;

// массив текстуры j : GLint;

// вспомогательная переменная begin j := 0;

// чередование красной и синей полосок While j < TexIrnageWidth * 3 - 1 do begin // заполнение массива образа // кра сный Texlmage [jj : = 255;

1] := 0;

// зеленый T e x l m a g e [ T e x l i r a g e [j +2] := 0;

// синий T e x l i r a g e [j •• 3] := 0;

// красный + Texlrrage [j + 4] := 0;

// зеленый синий 5] := 255;

Texlmage [j Inc ( j, 6) ;

end;

// эти команды должны вызываться обязательно g l T e x P a r a m e t e r i (GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);

g l T e x P a r a m e t e r i (GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MIN_FIL7ER, GL NEAREST);

OpenGL. Графика в проектах Delphi // собственно создание текстуры glTexImagelD (GL_TEXTURE_lD, 0, 3, TexImageWidth, О, GL_RGB, GL_UNSIGNEDBYTE, @TexImage);

// генерировать ли координату s If GenSOn then glEnable

// уточняем параметры для координаты s, чтобы текстура не выглядела, // как штриховка многоугольников glTexGeni (GL_S, GL_TEXTUREGEN_MODE, GL_OBJECT_LINEAR) ;

glTexGenfv {GL_S, GL_OBJECT_PLANE, STexParams);

// для поворота полосок glEnable (GL_TEXTURE_1D);

// включаем текстуру end;

Здесь использован почти минимальный набор действий, которые необходи мо выполнить, чтобы пользоваться текстурой;

единственное, что можно уда лить в этом коде, это строки, связанные с координатой s, но тогда пропадет возможность разворачивать полоски текстуры (рис. 4.54).

Рис. 4. 5 4. Слева — с генерацией координаты s текстуры, справа — без нее.

Во втором случае координаты текстуры объектов задаются при их описании Массив образа содержит значения RGB, задающие узор полосок (я задал значения для равных по ширине полосок красного и синего цвета). Команда giTexParameter позволяет задавать параметры текстуры. Минимум, что надо сделать — задать значения для фильтров, как и написано в комментарии.

( Замечание ^ Если говорить точно, то первую строку можно удалить, но вторая строка долж на присутствовать обязательно, даже и со значением, принятым по умолчанию.

Глава 4. Визуальные эффекты Фильтры задают вид текстуры, когда площадь пиксела, на которую она на кладывается, в одном случае больше, а в другом меньше элемента текстуры.

Эти значения я задал равными GL NEAREST, ЧТО соответствует неточному рас чету текстуры. Другое возможное значение — GI, LINEAK, расчет будет точ ным, но за счет скорости. Если вы установите такое значение третьего па раметра команды giTexParameter, то на границах полосок цвет будет плавно размываться.

Команда giTeximageiD вызывается каждый раз. когда надо задавать текстуру.

Для одномерной текстуры нужно использовать именно эту команду. Ее пер вый параметр указывает на размерность, значение второго параметра, числа уровней детализации текстуры, никогда не меняйте и задавайте равным ну лю. Третий параметр задается равным трем или четырем для сохранения цвета, остальные значения приведут к потере цвета полосок. Дальше идет ширина текстуры;

как видно из примера, она не обязательно должна совпа дать с размером массива. Пятый параметр, ширину границы, тоже рекомен дую пока не трогать. Шестой параметр задает формат данных, смысл ос тальных параметров понятен.

В общем, из всех параметров команды я рекомендую менять только ширину текстуры, ну и еще задавать имя массива.

С текстурой связан набор координат, чаще всего вам потребуется работать с координатами s и t.

Группа команд giTexGen предназначена для установки функции, используе мой для генерации координат текстуры. Если этого не делать, то значение, задаваемое по умолчанию, приведет к тому, что текстура будет вести себя подобно штриховке, т. е. не будет приклеена к поверхности. В примере я взял значения аргументов команды, чаще всего используемые на практике, другие значения разберем позднее.

Для того чтобы полоски текстуры правильно разворачивались на сфере, пе речисленных действий достаточно, но для цилиндра необходимо скорректи ровать карту расположения текстуры на объекте;

в файле справки детально разбирается смысл всех параметров, связанных с координатами s и t.

Перед описанием списков вызывается команда, связанная с наложением текстуры на quadric-объекты:

gluQuadricTexture (Quadric, TRUEj;

Эта команда задает, генерировать ли координаты текстуры для таких объектов.

Если вы удалите эту строку, то при отключенной генерации координаты s текстуры quadric-объекты (сфера и цилиндр) не будут покрыты текстурой.

Сейчас я вам советую дополнить набор объектов диском из библиотеки glu, а также многогранниками библиотеки glut и посмотреть, как текстура ло жится на их поверхность.

OpenGL. Графика в проектах Delphi Координаты текстуры необходимо задавать для ее правильного отображения на поверхность.

Введите в программу список для простого квадрата. Чтобы не было путани цы с координатами квадрата и текстуры, координаты вершин зададим от личными от I. Для каждой вершины квадрата определяем ассоциированные вершины текстуры:

glBegin (GL_QUADS);

glTexCoord2d (0.0, 0.0);

// s и t - glVertex2f ( 0 5 -0.5) -., // левый нижний угол квадрата glTexCoord2d (1.0, 0.0);

// s = 1, t = glVertex2f (0.5, -0.5);

// правый нижний glTexCoord2d (1.0, 1.0);

/7 S И t = glVertex2f (0.5, 0.5);

// правый верхний glTexCoord2d (0.0, 1.0);

// з = 0, t = glVertex2f ( 0 5 0.5);

-., // левый верхний glEnd;

То есть для левого нижнего угла квадрата значения s и t нулевые, для пра вой нижней вершины значение t равно единице и т. д.

Теперь при отключенной генерации координаты s полоски правильно ло жатся на квадрат. При включенном режиме значения всех элементов масси ва параметров должны быть нулевыми, за исключением первого. Для того чтобы перевернуть полоски, надо задавать ненулевым не первый, а второй элемент массива, если же оба их задать равными единице, полоски лягут по диагонали.

Теперь перейдем к двумерной текстуре. В проекте из подкаталога Ех82 по верхность многоугольников покрыта шашками (рис. 4.55).

j Замечание Для двумерной текстуры размеры массива образа должны быть степенью двойки, например, массив размером 256x512 подходит, а 255x255 — нет.

Рис. 4. 5 5. В примере используется двумерная текстура Глава 4. Визуальные эффекты Помимо массива для основной текстуры вводится вспомогательный массив для подобраза, необходимый для работы команды giTexSubimage2D:

const checklrrageWidth = 64;

// ширина текстуры шахматной лески checklmageHeight = 64;

// высота текстуры шахматной доски sublmageWidth = 16;

// размеры вспомогательного массива sublmageHeight = 16;

var checklmage : Array [0.. checklmaqeliei ght — 1, 0.. checklmageWidth -- 1, G..3] of GLubyte;

sublma^e : Array [0.. sublmageHeight - ", 0.. sublmageWicitih — 1, 0..3;

i of GLubyte;

После того как массив заполнен, устанавливается двумерная текстура, пара метры задаются только самые необходимые:

g l T e x P a r a m e t e r i (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_F'ILTER, GL_NEAREST) ;

g i T e x P a r a i n e t e r i (GLJTEXTURE _2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL^NEAREST) ;

glTexImage2D{GL_TEXT'JRE_2D, 0, GL_RGBA, checklraageWidt,^, checklmageHeight, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTF;

, @checklrnage) ;

Последняя команда в этой последовательности имеет параметры со смысла ми, аналогичными одномерной текстуре, и точно так же я рекомендую не менять их значения за исключением аргументов, связанных с массивом об раза текстуры.

При воспроизведении кадра на время рисования площадки включается ре жим наложения двумерной текстуры:

giEnable;

GL_TEXTURE_2D);

// включить режим / / не учитывать цвет примитивов.

glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL!;

glBegin(GL QUADS);

// два независимых четырехугольника glTexCcord2f(0.0, 0.0) glVertex3f(-2.0, -1.0, 0.0);

glTexCcord2f(0.0, 1.0) glVertex3f{-2.0, 1.G, 0.0);

glTexCcord2f(1.0, 1.0) glVertex3f{0.0, 1,0, 0.0);

qlTexCcord2f(1.0, 0.0) glVertex3f(0.0, -1.0, 0.0);

glTexCccrd2f(0.0, 0.0) glVertex3f(1.0, -1.0, 0.0);

glTexCcord2 f(0.0, 1.0) glVertex3f{1.0, 1.0, 0.0);

glTexCcord2f(1.0, 1.0) glVertex3(2.41421, 1.0, -1.41421) ;

glTexCoord2f(1.0, 0.0) glVertex3f(2.41421, -1.0, -1.41421);

glEnd;

glDisable(GL TEXTURE_2D) // режим отключается, немного экономится время Режим GL_DECAL включается для того, чтобы цвета текстуры и поверхности не смешивались. Можете задать текущим произвольный цвет — примитивы 256 OpenGL Графика в проектах Delphi не окрасятся, а если отключить этот режим, то шашки станут окрашенны ми. Здесь этот режим включается для того, чтобы не появлялись искажения при наложении текстуры на правую площадку.

Пример иллюстрирует также работу команды giTexSubimage2D, позволяющей подменять часть образа текстуры. В примере при нажатии клавиши 'S' на первоначальной текстуре появляется квадратик с мелкой красной шашеч кой, а после нажатия на 'R' текстура восстанавливается:

If Key - Ord ( S ) then begin // "Подобраз" '' glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 12, 44, // x, у в координатах текстурь:

sublmageWidth, sublmagsHeight, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, @sublmage);

InvalidateRect{Handle, nil, False);

end;

If Key = Ord ( R | then begin // восстановление '' // заново переустановить текстуру glTex±mage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, checklmageWidth, checklmageHeight, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNEDJ3YTE, @checklmage);

InvalidateRect(Handle, nil, False);

end ;

Команда giTexSubimage2D не представлена ни в файле справки, ни в модуле opengl.pas, ее прототип я описал в программе.

Рис. 4.56 иллюстрирует работу следующего примера, располагающегося в подкаталоге Ех83 и подсказывающего, как можно наложить блики от источ ника света на поверхность, покрытую текстурой.

Если не применять особых ухищрений, то блик в такой ситуации не появля ется, поскольку OpenGL применяет текстуру после прорисовки отражающей составляющей источника света. Для смешения бликов и текстуры необхо димо выполнить двухшаговый алгоритм: нарисовать поверхность с текстурой без отражения источника света, включить смешение и перерисовать поверх ность с матовым белым материалом и только отражающей составляющей источника света.

Пункты всплывающего меню позволяют посмотреть по отдельности дейст вие каждого из этих этапов.

Следующий пример (проект из подкаталога Ех84) очень важен, несмотря на кажущуюся простоватость — не пропустите его! На экране располагаются два объекта, каждый из них имеет свою текстуру (рис. 4.57).

Начинающие часто спрашивают, как организовать работу с несколькими текстурами. Этот пример показывает два возможных способа эффективной организации такой работы.

Глава 4. Визуальные эффекты Рис. 4.56. Для наложения бликов требуются дополни тельные манипуляции Рис. 4.57. Если в кадре используемся несколько текстур, эффективнее всего использовать или дисплейные списки, или связывание текстур Первый способ состоит в использовании дисплейных списков, здесь они оказываются как нигде кстати. На этом простом примере эффекпшпоеть такого подхода пока мало заметна, но нас ждет еще один пример, где оно.

проявится в полной мере.

Дисплейные списки при компиляции запоминают только команды OpenCji., поэтому при вызове списка все промежуточные действия по подтговке об раза текстуры не будут затормаживать работу приложения. Использование списков существенно облегчает работу также с точки зрения кодирования:

нет необходимости держать массивы под каждый образ и переключаться между ними по ходу работы приложения.

В примере описываются два списка, каждый из коюрых содержит код но подготовке образов. Перед тем как нарисовать примитив, вызывается нуж Зак 258 OpenGL. Графика в проектах Delphi ный список. Сами массивы образов могут уже использоваться для других нужд или вовсе не существовать (не существуют они и для нашей програм мы, а образы текстуры хранятся в памяти, занятой OpenGL).

Этот пример иллюстрирует и другой способ, основанный на использовании недокументированных команд.

Команда giBindTexture позволяет связывать текстуры, создавать и вызывать именованные последовательности команд подобные дисплейным спискам, но предназначенные для идентификации только текстур. С ней связаны команда glGenTextures, генерирующая имена текстур, и команда giDeieteText-jres, освобождающая память от текстурных списков.

(ЗамечаниеJ Прототипы всех этих команд необходимо задавать самостоятельно.

По выбору можно использовать любой из этих двух способов, выбор управ ляется переменной HaveTexObj.

В программе массив TexObj, состоящий из двух целых, хранит имена дис плейных или текстурных списков. Значения идентификаторов генерируются системой OpenGL:

if HaveTexObj // используются текстурные списки then glGenTextures( 2, @TexObj) // генерировать два имени else begin // используются дисплейные списки TexObj[0] := glGenLists(2);

// генерировать имена дисплейных // списков TexObj[1] :

- TexObj[0]+1;

end;

При подготовке текстуры создается одна из двух разновидностей списков, для команды giBindTexture концом описания списка является начало опи сания следующего:

if HaveTexObj // использовать текстурные списки then giBindTexture( GL_TEXTURE_2D, TexObj[0]) // описание else glNewListf TexObj[0], GL_COMPILE);

// начало для дисплейного // списка // красным на белом For i:^0 to height-1 do For j:=0 to width - 1 do begin p := i*width+j;

if (texl { (height.-i-l) *width+j ] ) <>0 then begin tex[p][0! := 255;

texip][lj := 0;

tex[p][2] := 0;

end Глава 4. Визуальные эффекты else begin tex[p][0] := 255;

tex[p][1] := 255;

tex[p][2] := 255;

end end;

// собственно создание текстуры glTexImage2D{ GL_TEXTURE_2D, 0, 3, width, height, C, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, @tex);

glTexParameterif GLTEXTURE_2D, GL_TEXTURE_M"I"N FILTER, GL_NEAREST);

glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE MAG FILTER, GL NEAREST;

;

If not HaveTexObj then giEndList;

Перед рисованием примитивов вызывается нужный список:

giPushMatrix;

glTranslatef( -1.0, 0.0, 0.0);

glRotatef] Angle, 0.0, 0.0, 1.0);

if HaveTexObj // какой из типов списков вызывать then glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, TexObi [и];

else glCallList( TexObj[0]);

//здесь хранятся только параметры glBegin( GL_POLYGON);

glTexCoord2f( 0.0, 0.0);

glVertex2f( -1.0, -l.G);

glTexCoord2f( 1.0, 0.0);

glVertex2f( 1.0, --1.0);

glTexCoord2f( 1.0, 1.0);

glVertex?f( 1.0, 1.0);

glTexCoord2f( 0.0, 1.0);

glVertex2f{ -1.0, 1.0);

glEnd;

glPopMatrix;

В коние работы, как это принято в среде культурных программистов, память освобождается:

if HaveTexObj then glDeleteTextures( 2, @TexObj) // для текстурных списков else glDeleteLists (TexObj[0], 2} ;

Возможно, вы захотите использовать для своих проектов традиционную для демонстрационных программ текстуру в виде кирпичной кладки, тогда мо жете взять в качестве шаблона проект из полкаталога Ех85, где найдете все необходимые "стройматериалы" (рис. 4.58).

Но чаше всего вы будете нуждаться в том, чтобы использовать текстуру, за гружаемую из файла. Следующие примеры помогут нам разобраться, как это сделать.

^ Замечание Поскольку я установил ограничение для примеров этой книги, содержащееся в том, что все они должны компилироваться в Delphi третьей версии, то буду OpenGL. Графика в проектах Delphi 26G использовать bmp-файлы. В старших версиях среды вы легко можете исполь зовать другие форматы, что будет экономнее по отношению к дисковому про странству.

Piic. 4.59 показывает один из моментов работы примера из подкаталога F..JS6. в котором образ текстуры загружается из bmp-файла.

Ф,н'.-' картинки я позаимствовшт из дистрибутива Сн— Builder 4.O.

JF Кирпичная стена ЩЩ Ш Рис. 4.58. Такая текстура часто р и с. 4.5Э. Текстура загружается из файла попользуется и демонстрационных i роекгах Если мы заранее знаем размер файла, то можем использовать объект класса 731-..п1.-лр для загрузки текстуры, а размеры массива образа задавать под размеры растра:

.:•' :v:~-cuie Tf rmGI,. BmpTextuie;

В 11 ::;

dp : T3i tmap ;

-••_4:з: Array [O..63, 0..63, 0..2] of GLubyte;

// массив образа, 6 - - с -;

:.. i ;

Integer;

., Si t:i[ci(.- :

- TBitmap. Create;

" - fr-^. LoadFroiriFile \ 'goia.bmp' ;

;

// загрузка текстуры из файла ^ -t.p •;

;

и!:..гшенив 5итовс1!о массива }. :••- 1 - :' го h3 ac " -'•'JL _ ;

- О Z.O 63 dej l:cg-. n ;

:._v.;

;

: :.., j, Oj : = Ger.RVa ;

u ? : Б-i ',m-ip. :".'anva s. Fixe 4 : = ";

., j J ' ;

b i r s. 1, "'•, \\ : = Gfj^GVal j e ( B i t m a p. C a n v a s. Pixr- i 5 '. i, : j : ;

^ '•••''-!- • ! i ;

j.. J i : = Gs^BVa 1 u e iR^LiTLap. C a n v a s. P i x e l s i i, i j 1 ;

:• ".. I T c x i - a r o i t. e i. e r i (GLTK>:TURE_2D, GL_TEXTCHF, MAG_FlJ;

i'K"r1,, GL H^Aj-^ST;

;

cj:':'

MIN FILTER, GL N ^ J. E S T ;

;

Глава 4. Визуальные эффекты 26:

сЛ lxIiraqe2D'(;

L_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 6А, 6'1, // здесь з а д а е т с я :x-r_-::.ic-.c т е к. : J-/:;

:.;

О, GL_RGB, GL_UNSIGNED ЗУТЕ, @ 3 i t s ) ;

// -L-тобьг ц?ет объекта не влиял на текстуру qlTexEnvi (GL_TEXTURE_ENVy GL_TEXTURE FNV MODE, GI,_ CKCAi/. ;

glEr.able(Gt,_Tr<:xTURE ?D) ;

Bitn a p. F r e e ;

er.d;

Обратите внимание, что здесь используются функции API, вырезающие значение веса для цветовых составляющих пиксела, поскольку R формате OpenGL вначале идет красный цвет, в растре же первым идет синий пнет.

Л ( Замечание Для простоты в примерах я часто включаю режим использования текстуры при инициализации приложения. С точки зрения оптимизации надо включать и вы ключать ее для каждого кадра.

Следующий пример, проект из полкаталога Е\87. содержит подсказк\. к;

;

к быть в случае, если мы заранее не знаем размер растра или хотим использо вать универсальный подход к этому вопросу. К тому же этот проект помога ет тем читателям, которые приняли мое предложение о гом. чтобы знако миться с программированием, основанным только на использовании функ ций API •чЗамечание ) Для экономии места на дискете в оставшихся примерах я буду использовать ограниченный набор растров, хотя для многих примеров можно подобрать и более подходящие картинки.

Этот и некоторые следующие примеры будут крутиться вокруг астрономиче ЧР ской гемы (рис. 4.60).

Файл растра с картой Земли я взял из DireclX SDK фирмы Microsoft Функция чтения растра основана на коде для методов класса T // функция возвратам:• раьмпрь;

о&раза и указатель на массив образ f urict icr: ReaciBi t:тйр i ;

::cn з t iTi leKame : SL ring ;

" var 'jW±dth, cHeighL: GLsizei ) : p o i n t e r ;

const s'^h -;

.oi zeOt |"ГВ±:.П'лрГ"1 i с Header) ;

// размеры заголовка растра ype TRGB - reccia • R, G, В : G. ioyte;

end;

i'VJrap ;

- Array • С.. 0 of TRGB;

262 OpenGL. Графика в проектах Delphi : File;

Ъ.ГК "И i ~rr.ap;

: 'i i erlna;

"ie заголовок фа;

bit1 i 3 1 trnap I n i о Head с -.ff:riiL : G l b ^ t e ;

/ ' дгтя пс-грестановки красно:".- и CHHeiv:

bee i n / i s s i q i i F i l e (EmpFile, FJJ eNamc;

;

Reset iBmpFile, 1};

;

S i z e :^ F i l e S i z e (BmpFile) — szh — ^zi ;

• загс;

:озкм в растр :

т BJ ос.kread (BnpFile, bfn, szh! ;

// считывании заголовки !.}'. oc:kR';

ad iBinpFi i.e, brri, gzi i ;

:

Ti Bi'h.bfType <> $4D42 tlien begir: // формат не подходит MessaqeBox (Window, 'Invalid Binrap', 'K-'ror', MB OK;

;

Result := niI;

sV;

:dt:: :- b.. biW: arh;

/ ' ir ' - ;

: :о^кг! ;

ni, -:. а.

LHeiqn-. :- bmi. b: Hoi ghi;

С е. е 1.Resul;

:, ^izel;

// зьщеляе!.: память г\,лл массива оор^за - т М л.

В] '"'.:.-d {Hmp?"i 1 е, Result", Size;

;

'/ ечнтынаем собственно ьастр.:C-Fca г о х : ^ 0 to sW: dtr^tneiqnt-l do / / переставить синий и красный 'г Witn I'Wrap {result'") [x] do begin :.omp :- R;

R := B;

3 :- t r. ;

erp end;

"d •;

Рис. 4.60. Теперь мы можем гордиться своими астрономическими моделями Глава 4. Визуальные эффекты В программе есть несколько упрощений, скорректируйте их, если хоппе получить профессиональный код.

Я не стал загромождать текст и использовать защищенный режим ЦпечеерО.

но вы должны обязательно его использовать для обработки возможных ис ключений.

Кроме гого, вы должны помнить о том, что описанная функция не може!

считывать монохромные растры. Ниже я приведу более универсальный код, но для примеров, основанных на низкоуровневом подходе, я бы посонеювал вам посмотреть функцию чтения монохромных расiров из последней главы этой книги.

Чтобы применить функцию ReaaBi u>±p., используем временно создаваемый указатель:

wrkFoiiier : E'ointer;

sWidth, tHeight : GLsizei;

// у к а з г г е л ь б у д е т с о з д а н ф у н к ц и е й v / r k P o i " 7. e r :— R e a - l B i c m s p i '.. \ e a r : h. Ъглр ', з л " ;

":., ' II-.. j :. ' ;

q : T e x i ;

r ^ a e 2 D i G L T F / ^ ' U k y 2Г>, С, Ъ, r ^. ^ i r, " •.:::.-., !• • В следующем примере мы познакомимся сразу с несколькими важными ве щами. Во-первых, в нем используется немного другой подход к считыванию данных растра, а во-вторых, мы еще раз обсудим, как использовать не сколько текстур в кадре.

В проекте из подкаталога Ех88 вокруг планеты вращается спутник, каждый из объектов имеет свою текстуру (рис. 4.61).

Рис. 4. 6 1. Предлагаю вам дорисовать звезды 264 OpenGL. Графика в проектах Delphi Должен сразу извиниться перед астрономами за множество допущенных i< этой модели ошибок, с позиций современной науки она совершенно без грамотная, и использовать ее для уроков астрономии нельзя!

В процедуру подготовки образа текстуры передается имя файла растра, соз алнис образа текстуры включено в код процедуры:

•• о с е Л ш е TfrmGL. P r e p a r e Image (brn.ap: S L i i n g ;

;

••.' ' Ф:-:;

Т Д~Я дкна>я1ческо1 1 о м а с с и в а, код подходит „тля в с е х в е р с к х О*;

!phi t'VixeLAriay - "TPixelArray;

UT-1.i.:>'.elA:.":'rjy ~ a r r a y [ С.. С j of By;

.e;

Ы '_:иа!. • TBitmap;

Dai. a : PPi xcl. Array;

/ / образ текстуры, размер заране о не о ".. - и э м :<г.рве l->'...-t : : ТВi ttnaplnfe;

// заголовок файла '., ! iragebize : Integer;

// вспомогательные переменные ''Lp : Byte;

IG' // для перестановки цветов // вспомсгатальный >тден':'ификаггор ['ei.n ;

iiuC;

•ir'n ~.. п р : ТВitmap. Create;

л-:а 'А:.! nap. LoadKiomFile 'braap) ;

// с и : ь ь с : оораз из файла ч'':а-л. ;

" 'M •. " h I;

] nf о. b:r.iHoacier do begin ' ri lJ'Jr.ar (BMTnfc, Si zeOf fl'KTnfo), OJ;

/ / считываем загсле вок b f :. ze :- srzeof (TBitmapInf oHeader ) ;

i- hiTUtCount := 2J;

bi W:dth := 3i tmap.Width;

r>ir-:oiah: :- dirmap. Height ;

-^ :

- b i Width * biiicight:;

ATTbaeSLzEi •:.-":-1--.г.о.-= :-- 1;

.-••'".^'гоя.^оа :

- BI_RGB;

Мел;

."1;

"" :

-=..;

redi.eOompatir>_:.eDC [0) ;

^' t''ег (Daia, imaqeSize * 3);

// создаем динамический массив.-.'.

: e DIBits '.MernDC, Bitmap. Handle, 0, b: Height, Data, // считываем ;

i BM':nfo, DI3_ _RG3_COLORS) ;

// в DIB-форма-г растр // битового массива - :

-- 0 i_o I m a g e S i z p — 1. do b e g i n // п е р е с т а в л я е м ц в е т а v'-'i Тсггр :

-• Data ;

: • ?.\ ;

Ьлга ! I ^ Г, :•- Г - t a [ I ^ 3 - ?} ;

з V- "• e - / a e d ( I ' ' K U E 2;

), 0, 3, biwidth, // создаем оОра I :. m q z G. iKTP сi Height, '"), GL_RGB, GL_UNSIGN'b:D_BYTK, Dat a\ ;

r"'"G^-:n (Dar.a) ;

// освобождаем память "-•ieteDC (MeciDC;

;

Глава 4. Визуальные эффекты 3i trr.ap. Free;

•"-rid • end;

end;

Это универсальная процедура и годится для любых форматов.

В ней осуществляется сравнительно много действий, и вызывается она два раза— для подготовки рисования и планеты, и спутника. Используются дисплейные списки:

Quadric := gluNewQuadric;

gluQuadricTexture (Quadric, TRUE};

// ойь:чные параметры текстуры glTexParamnteri !GL_TnXT'JRlL_2D, GL TEXTrJRE_MIN_FILTEr4, 7.. H - A E r ' ;

I.Fi:, glTexParameter! :Gi._TEXTURE 2Г), GL_TEXTURE MAG_FILTER, GL_KE/iRE8T: ;

// включать режу.ч текстуры для оптимизации надо было бы Б кадое glEnable(GL_TEXTURr:_2D: ;

// список для Земли glNewList: [Earth, GL_COM?ILE);

Preparelreagc ;

'.. \e-.ir~h.bmp' ) ;

// подготавливаем образ giuSphfere ;

Quadric, l.u, 24, 24};

glEndList;

// список для Луны glNewList (Moon, GL COMPILE);

Prepare Image ( '.,ч rnocn. bmp' ) ;

// образ другой glPiashjMatiix;

// будет перемещение glTransIatef {1.3, :.3r 0.3);

gluSphere (Quadric:, ';

2, 24, 24);

..

glPop>iatrix;

/7 возвращаемся на место glEndList;

// после описании спкск^р. quadric-объекты больше не нужны ' gluDeletcQuadr\z iQuadric;

;

Это очень важно, поэтому хочу еще раз повторить: дисплейные списки и таких случаях являются крайне эффективным решением, иначе бы нам при ходилось подготавливать и переключать образы текстуры многократно. :ия каждого кадра.

При описании списка мы обращаемся к процедуре ч!ения файла Prepare:.i:\age. Здесь мог бы быть и более обширный код, но в дисплейный список компилируется только одна единственная строка, строка с пол готов кой текстуры. При вызове списка все промежуточные строки не вызывают ся, файл не считывается и. в принципе, вы можете его даже удалить, г. к. он больше не используется.

По сценарию Земля вращается вокруг своей оси, а Луна вращается в проти воположную Земле сторону:

OpenGL. Графика в проектах Delphi glPcshMatrix;

glRotatef (-10, 0.0, 1.0, 0.0);

glRotatef (Angle, 0.0, 0.0, I.0);

// поворот Земли вокруг своей оси glCallList(Earth);

glPopMatrix;

// для Луны необходимо добавить вращение вокруг своей оси glPushMatrix;

glRotatef (-Angle, 0.0, 0.0, 1.0);

// угол вращения противоположный glCallList(Moon);

glPopMatrix;

Переходим к следующему примеру, проекту из подкаталога Ех89, в котором показывается работа с полупрозрачной текстурой (рис. 4.62).

Рис. 4.62. Только континенты непрозрачны Для использования альфа-компонента потребовался вспомогательный дина мический массив, в который последовательно перебрасываются данные из основного. Согласно замыслу точки с преобладанием синего цвета должны быть полупрозрачными, значение атьфа для них задается м&теньким, для всех остальных точек это значение равно I (вы можете варьировать все па раметры для получения своих собственных эффектов):

GetMem (Data, TmageSize л 3 ) ;

// обычный массив образа GetMero ( " a _ A ImageSize * 4) ;

I / вспомогательный + альфа-компонент,)ta, // для точек try GetDIBits (MemDC, Bitmap.Handle, 0, biHeight, Data, BMInfo, DIB RGB COLORS);

Глава 4. Визуальные эффекты II переставляем синий и красный цвета For I := 0 to ImageSize — 1 do begin Temp := Data [I * 3] ;

Data [ 1 * 3 ] := Data [ 1 * 3 + 2 ] ;

Data [ 1 * 3 + 2 ] := Temp;

end;

// течки с преобладанием синего делаем полупрозрачными For I := 0 to ImageSize - 1 do begin DataA [I * 4] := Data [I * 3];

// перебрасываем данные DataA [ 1 * 4 + 1 ] := Data [ 1 * 3 + 1 ] ;

CataA [ 1 * 4 + 2 ] := Data [ 1 * 3 + 2 ] ;

If (Data [ 1 * 3 + 2 ] > 50) and // чтобы участки белого цвета (Data [I * 3 + 1] < 200) and // не стали полупрозрачными (Data [I * 3] < 200!

then DataA [ 1 * 4 + 3 ] :=27 // степень прозрачности синего else DataA [ 1 * 4 + 3 ] := 255;

// сплошным end;

// !!! — при подготовке текстуры добавился альфа-комлонент glTexImage2d(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, biWidth, biHeight, 0, GL_RGBA, // здесь надо было скорректировать GL_UNSIGNED_BYTE, DataA);

При описании списка не забываем сортировать многоугольники, иначе по явится ненужный узор:

glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA) ;

glNewList (Earth, GL_COMPILE);

Preparelmage ('..\earth.bmp1);

// оптимальнее включать режимы только при необходимости glEnable (GLJ3LEND) ;

glEnable(GL_CULL_FACE);

// сортировка многоугольников glCullFace(GL_FRONT);

gluSphere {Quadric, 1.0, 24, 24);

glCullFace(GL_BACK);

gluSphere (Quadric, 1.0, 24, 24);

glDisable(GL_CULL_FACE);

// отключаем режимы glDisable (GL_BLEND);

glEndList;

Думаю, здесь все понятно, и мы можем перейти к следующему примеру, чтобы научиться накладывать несколько текстур, что реализуется в проекте из подкаталога Ех90 (рис. 4.63).

Код процедуры подготовки текстуры ничем не отличается от предыдущего, только поверхность океанов сделана более "плотной". По сценарию разметка OpenGL. Графика в проектах Delphi mi;

nu' только на поверхности воды, поэтому помимо сферы планеты введен еще один список для сферы чуть меньшего радиуса:

.;

::ie /.. i d t IKarr.h, Gi COMW\\F;

;

/7.|,-!руж!!яя с ф е р а пл.-шгты t :.=.-•;

:_-п -_'1:алдо ;

'.. \ o n r t l ;

. bmp' ;

;

Cr.!I.I,_FACE) ;

i_ !j/,oi;

:•!•": ( G L /.' '-•..-•ртирусм ь : н с I'^yi'oj;

!)}"::.-•:••:

/.•"•. I ': F - T C G ( G l _ F R O N T ) ;

'.;

! ''!.'LI. "-"."•. ;

v t ( G L BACK);

.;

I !i'_-".phi?::e (Quadric, 1.0, ^4, 24;

;

;

•'.- : ! : ~> в ю р о й т е к с т у р о й, р=:,;

",.х:^г : 1С'Т::я г^ь:\"три ":oi_.B'",f:

Gl^COK^TLF, ;

--:: г -~. nsidc, i1: •":р.~% о : ггдле ! '.. \qria.;

.>:np ' ;

;

4 ! ;

'••.;

-. t,l f: •: СI, CULL FACE) ;

// сорт^рогг<« m o r u y r o n t H Z K O B iQuadric, 0.99, 24, 2'. ) ;

//' р а д и у с ч у т ь меньш g_i. r p h t ^ r e (Quadric, 0.^9, 24, 24);

^iS"..:si,".L.-. ( G L _ C U L L _ F A C E ) ;

Рис. 4.63. Теперь мы можем накладывать несколько токсгур одновременно Теперь важно воспроизводить объекты в правильном порядке (мы разбирали >ю в разделе, посвященном смешиванию цветов), иначе не подучится на ложения текстур:

Глава 4. Визуальные эффекты gLRotatef ;

-10, 0.0,.1.0, 0.0) ;

glRo":atef (Angle, 0.0, 0.0, 1.0);

glEnable (GL,_BLEND) ;

// т а к о п т ш л з л ь н е е g l C a L l L i s t (IriJiide-;

;

//' в н а ч а л е - внутреннюю сферу c l C a Li u i s t ( E a r t h ! ;

" /'/ йотом — на glDL з а Ы е (GL_H:-^ND;

;

gIPopM Основные моменты, связанные с использованием текстуры, мы с вами изу чили, теперь уточним еще некоторые вопросы.

На рис. 4.64 представлена работа следующего примера, проекта из подката лога Ех91, где наша знакомая модель неузнаваемо преобразилась.

Файл растра для этого примера я нзял из DirectX SDK фирмы Microsoft.

Рис. 4.64. Текстуру можно использовать для эмуляции зеркального отражения Секрет примера состоит не в удачном подборе образа текстуры, при любом другом картинка будет выглядеть так же превосходно. Главное в нем — ло режим генерации координат текстуры, который задается приближенным к искажениям на поверхности сферы:

gITexGeni

._TLXT:JRE_ GEM_;

-'iODF,, Gl.,_SPHER_ g glEnable (GL_TI-"',XTURE_GEN_S) ;

// в к л ю ч а е т с я г е н е р а ц еих ксср/;

glEnabi-г {GLjTEXTLJRE GF,N_T};

Советую вам неспешно разобраться с этим примером, попробуйте пооче редно отключать генерацию то одной, то другой координаты и посмотреть получающийся результат.

Такой же эффект эмуляции зеркального отражения, но на поверхности ци линдра, демонстрируется в проекте из подкаталога Е\92 (рис. 4.65).

OpenGL. Графика в проектах Delphi /' ТеиСу!

Рис. 4.65. Металлические детали покрывайте текстурой для повышения зрелищности Значения всех параметров текстуры задаются такими, которые обеспечивают максимальное качество изображения:

// текстуру накладывать медленно, но точно glTexParameteri (GL_TF:XTURE_2D, GI,TEXTURE MIN_FILTR, Gl^LTNSAR) ;

glTexParamecer.i (GL_TEXTURE_2D, GL_?f;

;

XTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR) ;

// смешивать накладывающиеся цвета giTexEnvi(GL_TEXTURE_ENV, GL TEXTURE_ENV_MODE, GL_BLEND);

// карта координат подобна сфере gITexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GENMODE, GL_SPHERE_MAP) ;

glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAF);

glEnable(GL_TEXTURE_2D);

// иначе будет нарисована цилиндрическая Земля glEnable(GLJTEXTURE_GEN_S^;

glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);

Обратите внимание, что в этом примере перемешается не объект, а точка зрения наблюдателя:

gIPushMatrix;

glul-ookAt i\ 0*cos (spin), 5*cos (spin) *sin (spin), 15*sin (spin), U. 0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0);

giCallList. iCyList) ;

glPopMatrix;

He забывайте об этом примере, когда будете рисовать модели, где присутст вуют цилиндрические детали, сделанные из металла.

Поверхности, покрытые текстурой, вполне пригодны для создания специ альных эффектов. В проекте из подкаталога Ех93 на такой поверхности вид но отражение объектов, располагающихся над ней (рис. 4.66).

Само создание эффекта традиционно и заключается в том, что объекты сце ны рисуются дважды, а для того чтобы скрыть от наблюдателя эту хитрость, используется буфер трафарета:

Глава 4. Визуальные эффекты glPushMatrix;

gluLookAt(eyex, eyey, eyez, 0.0, 0.0, 0.0, 0. 0, 1. 0, 0. 0 ) // рисуем стол в плоскости отражения glEnable(GL_STENCIL_TEST);

// буфер трафарета заполняем 1 там, где стол glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 1);

// рисовать всегда, шаблон задаем = • glStencilOp(GL_REPLACE, GL_REPLACE, GL_REPLACE);

// стол не рисуется в буфере кадра glColorMask(FALSE, FALSE, FALSE, FALSE);

glCalllist(table);

// рисуем стол glColorMask(TRUE, TRUE, TRUE, TRUE);

// точка отражения If eyey > 0.0 then begin glPushMatrix;

glStencilFunc(GL_EQUAL, 1, 1);

// рисуем при 1, только там, где стол glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_KEEP);

glScalef(1.0, -1.0, 1.0);

drawobjects;

// объекты сцены glPopMatrix;

end;

gIDisable (GL_STENCIL_TSST) ;

glEnable(GL_BLEND);

// на стол накладывается отражение glCalllist (table) ;

glDisable(GL_BLEND);

// смотрим сверху glPushHatrix;

draw_obiects;

// объекты рисуются обычным образом glPopMatrix;

glPopMatrix;

Рис. 4.66. Эффект зеркального отражения можно распространять и на поверхности, покрытые текстурой OpenGL. Графика в проектах Delphi Настила пора узнать, как в OpenGL можно использовать текстуру в качестве фона, и здесь нам поможет пример из подкаталога Ех94 (рис. 4.67).

Рис. 4. 6 7. Текстуру можно использовать и в качесчве фона нем плане сцены рисуем квадрат, покрытый текстурой:

1 ROJECTTON;

;

•запоминаем нормальное значение матрицы проекций 1 / подгоняем ТЙК, чтеоь: квадрат занял 0, - 5 0. 0, 50. и, 200. с, 300.0) ;

// нужное положение T i ODELVIEW);

"'- ' // Оез записи Е г:/Т:Ср глубины " IRE 2L!) ;

// текстура В№,-;

.^тсч только ллт 4fi^"' ^ ;

// квадрат, покрытый текстурой " ").0, L.0) ;

11- J,0.0l ;

, J. и, 0.U) ;

xC\.ofd2(i.0,0.0) ;

^ *_;

i.x.< f ;

.] 00. 0, 0. 0, 0. 0) ;

:-Г :?rd2± ( 1. 0, 1. 0 ) ;

--.^хл-i:;

] о о. о, ю с. с, и. и ;

;

;

:>-:)rd/ i ' ( 0. 0, 1. 0 1 ;

'Л:\т'. \,, T:-'KT!JRE_2D) ;

:..-,• ;

TRUE) ;

// возвращаем использование буфера глубины.".?'<.x4:i-• (GL PFCJECT1 ON) ;

/, важно восстановить ±i".d. ' lazLix;

/ / нормальное состояние в матрице проекций ' \ixKode. (GL_MODELVIEW) ;

i-.;

rix;

// рисуем объекты сцены f'-t Глава 4. Визуальные эффекты glTrar.slatef (50.0, 50.0, 150.0} ;

glRotatef(Angle, 1.0, 1.0, 0.0);

), 0. 0, 1. 0 ) gIRotatef(Angle / (random (1) + 1), glutSolidlcosahedron;

glPopMatrix;

He станем ограничиваться единственным использованием текстуры — по пробуем получить такую же фантастическую картинку, как на рис. 4.68.

Рис. 4.68. Эффект стеклянного обьекта Для этого добавьте следующие строки в процедуру инициализации:

glTexGer.i {GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAPj ;

glTexGem (GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_3PHERE MAP) ;

glTexEnvi(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL);

Туда же переместите строку с включением режима использования текстуры, а генерацию координат текстуры надо включать только при рисовании объ екта:

дДЕпаЫ« (GLTEXTURE_CENS) ;

glEnable (GL_TEXTURE_GEN_Tj;

glutSolidTeapot (1.0);

glDisable (G"L_TEXTUREGEN_S) ;

glDisable (GL_TEXTUREGEN_T) ;

В последнем примере главы я попытаюсь ответить сразу на несколько во просов, часто возникающих у начинающих.

В проекте из подкаталога Ех95 рисуется волнообразная поверхность, на которой искаженно выводится текстура (рис. 4.69).

274 OpenGL. Графика в проектах Delphi / limGL Рис. 4.69. Искажения образа текстуры позволяют добиться разнообразных эффектов Для движения узлов поверхности необходимо менять значения элементов массива контрольных точек, после чего вычислитель также необходимо " перезаряжать" Для нанесения текстуры на поверхность требуется вспомогательный массив с координатами текстуры, а также включение специального режима.

В программе рисование объектов сводится к одной строке:

glEvalMesh2(GL_FILL, 0, 20, 0, 20);

// вывод поверхности В обработчике таймера пересчитываются координаты опорных точек по верхности, а также меняются координаты текстуры (для искажения образа):

А := А + 0.5;

// увеличиваем управляющую переменную init surface;

// пересчитываем координаты опорных точек // ! — зарядить вычислитель новыми данными glMap2f (GL_MAP2_VERTEX_3, 0, 1, 3, 17, 0, 1, 51, 17, @ctrlpoinr.s) ;

// двигаем точки координат текстуры texpts [0][0][0] := texprg [0][0][0j - step;

texpts [0][0][Ij := texpts [0][OJ[1] - step;

// ограничиваем искажения некоторыми пределами If {texpts [0][0][0] < -4.0} or {texpts [0][0][0] > 1.0;

then step := — step;

// принять во внимание измененные значения координат glMap2f(GL_MAP2_TEXTURE_COORD_2, 0, 1, 2, 2, 0, I, 4, 2, @texprs;

. ;

При инициализации должна присутствовать строка с включением режима использования текстуры для поверхностей:

glEnable{GLMAP2_TEXTURE_COORD_ 2) ;

Глава 4. Визуальные эффекты Использование искажения координат текстуры открывает перед нами столь широкие возможности, что единственным ограничением является только наша фантазия.

Я бы мог привести еще массу примеров на использование текстуры в OpenGL, однако чувствую потребность остановиться, чтобы дать вам воз можность самим попробовать свои силы.

Нет, все-таки не удержусь и приведу еще один (последний) пример, проект из подкаталога Ех96, иллюстрирующий, как подготовить текстуру на основе образа, считанного прямо с экрана, чтобы получить эффект увеличения (рис. 4.70).

Рис. 4. 7 0. В качестве образа текстуры можно взять часть экрана В примере на экране находится лупа, которая передвигается с помощью клавиш управления курсором.

Собственно лупа представляет собой полусферу. Обратите внимание, что кривизну сферы можно менять для варьирования величины искажений:

const 0.0, [п..31 cf GLdouble = (0.0, -1.

eqn :

glNewList (Zoom, GL_COMPIL,E) ;

g l C l i p P l a n e {GL_CLTP PIANE0, @eqn);

glErmole (GL_CLIP_PIANE0) ;

glScalef {1.0, 0.15, 1.0);

// уменьшаем кривизну полусферы glEnaole(GL_TEXTURE_2D);

gluSpnere iQuadnc, 0.5, 24, 24) ;

276 OpenGL Графика в проектах Delphi glDisable(GL_TEXTURE_2D);

qlDisable (GL_CLIP PLANEO);

glEndList;

После воспроизведения основного объекта, планеты, считываем в массив часть экрана, затем используем этот массив в качестве образа для текстуры, накладываемой на полусферу:

q l R e a d P i x c l s (posX, posY, 12г', 12S, GL RGB, GT, UNSIGNFD_BYTE, n?ixe n. з ;

• ;

clPashMatrix;

glTranslatef (AddX, --b. 0, A i Z. ;

cd-i glTexI:iiage2d{GL_TEXTURE_2i;

, 0, 3, 128, 123, 0, GLRGB, GI, UNSIGNED_BYTE, @ P i x e l s ) ;

QlCallList(Zoom);

g]FopKaLrix;

На этом примере главу 4 действительно можно считать законченной.

ГЛАВА Пример CAD-системы:

визуализация работы робота В этой главе читатель получит представление о принципах построения срав нительно масштабных проектов, которые иллюстрируют возможности ис пользования OpenGL для практических целей. Будут рассмотрены два про екта, связанные с визуализацией работы автоматов, робототехнических ус тановок.

Обсуждаются также некоторые решения технических проблем, возникаю щих при выполнении больших проектов.

Примеры к главе располагаются на дискете в каталоге Chapter5.

Постановка задачи Одним из практических применений компьютерной трехмерной графики является визуализация работы робототехнических систем.

При создании новых автоматов и роботов проектировщик нуждается в средствах визуализации для того, чтобы еще до воплощения проектируемой системы "в железе" увидеть своими глазами, как она будет функционировать в реальности.

Примеры программ, которые мы разберем в этой главе, конечно, далеки от того, чтобы решать подобные задачи в полном объеме, реальные автоматы здесь представлены весьма схематично. Однако знакомство с этими приме рами даст представление о том, как пишутся подобные программы, и помо жет получить опыт, необходимый для проектирования действительно слож ных систем.

Первый пример — программа визуализации работы автомата по установке уплотнителей. Это схематическое изображение реального устройства, вклю чающего в себя питатель, наполняемый уплотнителями, в нижней части пи OpenGL. Графика в проектах Delphi тателя расположен шибер, приводимый в движение штоком пневмоцилипд ра. Детали, на которые устанавливаются уплотнители, располагаются на шести спутниках, закрепленных на поворотном рабочем столе.

Сценарий фильма состоит в следующем: необходимо отобразить вращение рабочего стола, при приближении очередного спутника к рабочей позиции вращение рабочего стола прекращается, шток поршня пневмоиилиндра пе ремещает шибер, который выталкивает уплотнение из стопки накопителя и устанавливает его на деталь.

На рис. 5.1 показан один из моментов работы программы.

Рис. 5. 1. Работа программы визуализации робота Пользователь может наблюдать работу установки из любой точки зрения.

При нажатии на пробел наблюдатель приближается, а при нажатии на про бел одновременно с наблюдатель удаляется в пространстве. Нажатие на клавиши 'X', 'Y' или 'Z' приводит к повороту системы по соответствую щим осям, если же при этом удерживать , вращение осуществляется в обратную сторону. Клавиша 'О' ответственна за отображение координат ных осей, нажатие на клавишу 'Р' позволяет управлять отображением пло щадки, символизирующей поверхность, на которой располагается установка.

Клавиши 'R', ' С, 'В' и эти же клавиши с позволяют регулировать цветовую насыщенность источника света. Нажатие на клавишу 'М' приводит к изменению оптических свойств материала, из которого "создана" установ ка, в программе заданы восемь материалов. Клавиши управления курсором позволяют манипулировать положением источника света в пространстве;

Глава 5. Пример CAD-системы: визуализация работы робота если нажать клавишу 'L\ то в точке положения источника света рисуется небольшая сфера.

Эти и некоторые другие параметры отображения системы хранятся в файле конфигурации ARM.dat. Значение текущих установок запоминается в нем при нажатии на клавишу 'S'. При запуске приложения из файла считывают ся значения установок, так что пользователь всегда может наблюдать работу системы в привычной конфигурации.

Для того чтобы ничто не отвлекало пользователя и не мешало ему, прило жение запускается в полноэкранном режиме, а на время работы приложе ния курсор не отображается.

Если нажать левую кнопку мыши, то курсор становится видимым и появля ется всплывающее меню (рис. 5.2).

Рис. 5. 2. Приложение снабжено всплывающим меню Выбор пункта меню "Помощь" или нажатие клавиши приводит к вы воду содержимого файла справки {рис. 5.3).

Управление можно осуществлять не только нажатием клавиш, но и более удобным способом. При выборе пункта меню "Параметры" появляется диа логовое окно "Параметры системы", в котором удобным и привычным спо собом с помощью обычных элементов управления можно задать текущую конфигурацию (рис. 5.4).

OpenGL. Графика в проектах Delphi | x| IJs Помощь по работе в программе i Дгйстомя в гтоогоамме Внзгникные действия и клавиши, им vo иг к v i ел оу юти е: d Space Приб-ПИЗИТЬ >i";

4i-\ 5Г№НИЧ (пробе.п). Удалить то^ь.•.",•[)!?ния Shift-Space Включить / выключить источник света L Изменить материал, из которого изготовлена конструкция м О Включить / выключить оси XVZ •р Включить / выключить площадку X, Shift-X Повернуть конструкцию по осиХ Рис. 5.З. Пользователь может Повернуть конструкцию по оси Y - Y, Shift-Y воспользоваться справкой. Z, Shifl-Z Повернуть конструкцию по O C H Z по работе с программой -I 'А иш\ш\итмтшшшшшшшш • ;

'• ^^аф^ШЩ^^ЩШШ^Шй») t&!fs::vy~y v'-=*:s%;

;

;

'=;

:. г:

• : „]Хром|, ^ ":, ^а^щ^|Щ^МжЩ^и||'Щйгй^ "::Ш У.-У.'А'.', :-'•;

•>:•;

' У :-У.•:• ;

, ;

;

.Б;

:

'№ ' :У1.:'^-.^:У/-%.,.:^'-1.,Ш :

Рис. 5.4. Вспомогательное диалоговое окно программы •'..., • ••^•^•.'г.»-.Нл."/= ^'<,'1;

::.,.;

-.- •-, V. « г -ж.?.. •• •••:

••• Структура программы Программа реализована в виде нескольких модулей. Во-первых, это выпол няемый модуль, ARM.exe, самый главный файл комплекса, хранящий весь основном код. Для работы он нуждается и файле InitRC.dll, динамической библиотеке, хранящей процедуры и данные, связанные с источником света.

Кроме этого, используются еще две библиотеки, About.dll и ParForm.dll.

В принципе, основной модуль комплекса может работать и без этих двух библиотек. Первая из них предназначена для вывода окна "Об авторах", а вторая — для вывода диалогового окна по заданию параметров системы.

Глава 5. Пример CAD-системы: визуализация работы робота В этом разделе мы разберем основные модули программного комплекса.

Подкаталог ЕхО1 содержит проект основного модуля и обязательную биб лиотеку InitRC.dll.

Проект основного модуля не использует библиотеку классов Delphi, поэтому размер откомпилированного модуля занимает всего 34 Кбайта.

Для экономии ресурсов запретим пользователю запускать несколько копий приложения. При запуске приложения определяем, зарегистрированы ли в системе окна такого же класса, и если это так, то прекращаем программу:

If FindWindow (AppName, A p a a } <> 0 then Exit;

pNre Это необходимо сделать самым первым действием программы.

Следующий шаг — задание высшего приоритета для процесса:

S e t P r i o r i t y C l a s s (GetCurrentiProcess, H G I H PRIORITY_CLAS5;

;

Теперь все остальные приложения, выполняемые параллельно, станут рабо тать значительно медленнее, испытывая острую нехватку в процессорном времени, но мы тем самым обеспечим наивысшую производительность на шего приложения.

( Замечание i Возможно, более тактичным по отношению к пользователю будет предоставле ние ему возможности самостоятельно решать, стоит ли повышать приоритет процесса. Тогда это действие можно оформить так:

If MessageBox (0,'Для более быстрой работы приложения все остальные про цессы будут замедлены.', 'Внимание!', MB_OKCANCEL) = idOK then SetPriorityClass (GetCurrentProcess, HIGH_PRIORITY_CLASS).

На следующем шаге определяем, доступна ли для использования динамиче ская библиотека InitRC.dll, без которой наше приложение не сможет рабо тать. В проекте описана соответствующая ссылка на библиотеку:

hcDIIMate r i a l s : THar.die;

Значение этой величины — указатель па библиотеку. Если он не может быть получен, информируем пользователя и прекращаем работу:

hcDHMaterials :- LoadLibrary ( ' InilRC i ;

If hcDHManerials <= H IN STANCE iHROR tnen begin MessageBox (0, 'Невозможно чагруцить файл: библиотеки Ir.itRC. с. ". ', Г 'Ошибка инициализации программы', шЬ_0К);

Exit end;

Ответ на вопрос, зачем потребовалось выносить в отдельную библиотеку процедуры инициализации источника света, мы дадим чуть позже.

282 OpenGL. Графика в проектах Dejphi_ Посмотрим, что происходит дальше в нашем приложении. Откройте модуль WinMain.pas, содержащий описание головной процедуры, и модуль WinProc.pas, хранящий описание оконной функции.

В предыдущих примерах, построенных полностью на использовании функ ций API, нам не приходилось использовать всплывающее меню, а сейчас разберем, как обеспечивается его функционирование.

В программе должны быть введены целочисленные идентификаторы пунк тов создаваемого меню, обязательно в блоке констант:

const / / идентификаторы пунктов меню id_param = 101;

// пункт "Параметры" id_about = 102;

// пункт "Об авторах" id_close = 103;

//' пункт "Выход" id_help = 104;

// пункт "Помощь" Для хранения ссылки на меню должна присутствовать переменная типа нмепи. В процедуре, соответствующей точке входа в программу, ссылка при нимает ненулевое значение при вызове функции createPopupMenu, заполне ние Меню ОСущеСТВЛЯеТСЯ ВЫЗОВОМ фунКПИЙ AppendMenu:

MenuPopup := CreatePopupMenu;

If MenuPopup <> 0 then begin AppendMenu (MenuPopup, MFEnabled, id_.ielp, ' &Помощь ' ) ;

'&Параметры 1 );

AppendMenu (MenuPopup, MF_Enabled, id_param, ' &0б а в т о р а х 1 ) ;

AppendMenu {MenuPopup, MF_Enabled, id_about, AppendMenu (MenuPopup, MF_Enabled, id_close, '&Выход');

end;

В отличие от обычного для Delphi подхода, теперь все действия, связан ные с функционированием меню, необходимо обслуживать самостоятельно, в том числе и его появление. В проекте меню появляется при щелчке левой кнопки мыши в левом верхнем углу экрана, чтобы не загораживать картинку:

wra_LButtonDown :

begin ShowCursor (True);

TrackPopupMenu (MenuPopup, TPM_LEF?BUTTON,10,10,0,Window, nil;

;

end;

На время функционирования меню включается отображение курсора, чтобы пользователю не пришлось осуществлять выбор пунктов вслепую.

Обработка выбора, произведенного пользователем, связана с сообщением WM_COMMAND, параметр wParam такого сообщения содержит значение, указы вающее на сделанный выбор:

Глава 5. Пример CAD-сисгемы: визуализация работы робота wm Command : // всплывающее меню begin c a s e wParaiP- of // выбранный пункт меню id_pararn : CreateParWindow;

// "Параметры" i d _ h e i p : WinHelp(Window, 'ARM, HEL?_CONTENT5, 0 ) ;

// "Помощь" //' "Выход" id_close : SendMessage (Window, wm_Destroy, wParam, lParamj;

id_about : About;

// "Об авторах" end;

// case // рисовать ли курсор If flgCursor = False then ShowCursor (False} else ShowCursor (True);

end;

// wm_command При завершении работы приложения память, ассоциированную с меню, не обходимо освободить:

DestroyMenu (MenuPopup);

Из этого же фрагмента вы можете увидеть, что вывод справки осуществля ется В З В М фуНКЦИИ WinHelp.

ЫО О Поскольку справка может вызываться по выбору пункта меня и по нажатию клавиши , обратите внимание, что нажатию этой клавиши в операци онной системе соответствует отдельное сообщение WM_HELP.

Приложение работает в полноэкранном режиме, что обеспечивается зада нием стиля окна как ws_Visiole or ws_PopUp or ws EX TopMost, что соответствует окну без рамки и без границ, располагающемуся поверх остальных окон. Обработчик сообщения WM_CREATE начинается с того, что окно развертывается на весь экран — приложение посылает себе сообщение "развернуть окно":

SendMessage (Window, WM SYSCOMMAND, S _ A I I, \ 0) ;

CMXM71, Л i, Замечание Такой способ создания полноэкранного окна работает для большинства графи ческих карт, но я должен предупредить, что на некоторых картах он все же не срабатывает, т. е. окно не разворачивается на весь экран.

После этого происходит обращение к процедуре, считывающей значения установок и загружающей процедуры из библиотеки InitRC.dll. Поясним, как это делается, на примере процедуры инициализации источника света.

Введен пользовательский тип:

Tlnit i l. z R = procedure. t t a i a:.eC sccl;

284 OpenGL. Графика в проектах Delphi Затем необходимо установить адрес этой процедуры в динамической биб лиотеке:

InUializeRC := GetProcAddres.s (hcDllMatenals, ' initiaiizeR.:' : ;

Первый аргумент используемой функции API — ссылка на библиотеку, вто рой — имя экспортируемой функции.

Далее в программе происходит считывание массива конфигурации, храня щего значения записанных установок. Если это окажется невозможным, например, из-за отсутствия файла, переменные инициализируются некото рыми предопределенными значениями. Затем создаются quadric-объекты и подготавливаются дисплейные списки, после чего остается только включить таймер. В коде подготовки списков я опираюсь на константу, задающую уровень детализации рисования объектов. Варьируя значение этой констан ты, можно получать приложения, имеющие приемлемые скоростные харак теристики на маломощных компьютерах, конечно за счет качества изобра жения.

Код воспроизведения кадра при использовании дисплейных списков стано вится сравнительно коротким и ясным.

Для максимального сокращения промежуточных действий я не стал созда вать отдельной процедуры воспроизведения, чтобы сэкономить хотя бы де сяток тактов.

begin // используется в case // очистка буфера цвета и буфера глубины glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DKPTH_BUFFER_B1T);

glPufihMatrix;

// запомнили текущую систему координат qlRotatef (AngleXYZ [1], 1, О, О);

glRotatef (AngleXYZ [2J, 0, 1, 0);

glRotatet (AngleXYZ [3], 0, 0, 1;

;

gIPushMatrix;

// запомнили текущую систему координат - 0, If flgSquare then glCallList (4);

// рисуем площадку If flgOc then OcXYZ;

// рисуем оси If flgLight then begin // рисуем источник света gl PushMatrix;

.

glTranslatef (PLPosition'- [1], PLPositior." [2], PLPcsiti orr" [3} • ;

gluSphere (ObjSphere, 0.01, 5, ;

• ;

?:

glPopMatrix;

end;

glCallList (ID;

// список — основание накопителя giCallList (1);

// штыри накопителя // стопка прокладок glTranslatef (0.1, -0.1, 0.0);

Глава 5. Пример CAD-системы: визуализация работы робота glEnable ;

GI. TEXTURE ID) ;

/ ' на цилинлр накладывается текстура.

// последний уплотнитель в стопке glTrar.siatef (0.0, 0.0, hStopki) ;

glCal'List: (5) ;

glDisatle ;

GL_TEXTURS_1D);

// рисуем крышку накопителя glTranslatef (0.0, 0,0, I.Ь - hStopki);

glCallList. (10) ;

/ ' рисуем пневмсцил/.ыдр / glTransxacef (ОЛЬ, 0.0, -1.7251 ;

giRctatef {90.0, 0.0, 1.0, 0.0);

glCallList (6);

glRotatef (-90.0, 0.0, 1.0, 0.01;

glTranslatef (-1.4, 0.0, 0.0};

// рисуам штырь пкермоцилинлра If not (flgRotacion) then begin // флаг, вращать ли стоп If wrkl = 0 then begin hStDpki := hStopki - 0.025;

// уменьшить сгопку If n5topki < 0 rhen hStopki := 1;

// стопка закончилась end;

glPushMatrix;

glTransLatef (0.9, 0.0, 0.0);

glRotatef (90.0, 0.0, 1.0, 0.0);

glCalllist (8);

// список •• штырь пневмоцклин^ра glPopMatrix;

end;

// рисуем шибер If flgRotat.ion // х1, вращать ЛРТ СТОЛ then glTranslatef !l.25, 0.0, 0.0) else begin glTrar.siatef {0.75, 0.0, 0.0);

Inc '/ kl;

;

vr end;

glRotatef (90.0, C O, "1.0, 0.0:;

// шкбер - кубик glCallLz.st {9};

If {noL flgRotation) and (wrkl = 4) Lher. begin // пауза закончилась flgRotation := True;

Angle := 0;

286 OpenGL. Графика в проектах Delphi wrkl := 0;

end;

glPopKatrix;

// текущая точка - G, glCallList (7);

// ось рабочего стола glRotatef (90.0, 0.0, 1.0, 0.0);

If flgRotation then // флаг, вращать ли стол glRotatef ( Angle, 1.0, 0.0, 0.0);

glCallList (2);

// шесть цилиндров glRotatef (-90.0, 0.0, 1.0, 0.0: ;

// систему координат - назад glRotatef (-30.0, 0.0, 0.0, •-0!;

// для соомветствич • : ;

л и а - -;

.кш // список — шесть кубиков — дета;

:ь glCallList (3);

glPopMatrix;

// конец работы SwapBuffers(DC) ;

end;

Стоит обратить внимание, что стопка уплотнителей симулируется наложе нием текстуры на цилиндр, поскольку прорисовка двух десятков цилиндров приведет к сильной потере производительности. В примере используется одномерная текстура:

const // параметры текстуры TexImageWidth = 64;

TexParams : Array [0..3] of GLfloat - (0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

var Texlmage : Array [1.. 3 * TexImageWidthj of GLuByte;

procedure MakeTexImage;

begin While j < Tex Image Width * 3 do begin ar_h Texlmage [j] := 248;

8;

// красный Texlmage [j + 1] = 150;

/ / зеленый ' Texlmage [ j + 2 ] = 41;

// синий Texlmage [j + 3] - 205;

1/ красный Texlmage [ j + 4 ] - 52;

// зеленьш Texlmage [j + 5] = 24;

/7 синий Inc (j, 6 ) ;

end;

glTexParameteri (GL_TEXTURE ID, GLjTEXTUkt, WRAP 5, GL ^Ki:hAV' ;

glTexParameteri (GL_TEXT!JRE ID, GL TEXT'JRE MAG FILTER, Gi, ХЕАЭ.Ео1:

glTexParameteri (GL_TEXTURE_1D, GL TF,XTURE_MIN_FIT:r.'';

.4, GL NEARES glTexIrnagelD (GL_TEXTURE_1D, 0, Л, TexImageWidtn, 0, GL_RGB, GL UNSIGNED BYTE, Глава 5. Пример CAD-системы: визуализация работы робота glEnabie ;

GL_TEXTURE GEh' Si;

// чтобы полоски не размывали;

/!.

glTexGeni ?CL_S, GL_TEXTUF,E GZVI MODE, GL_OBJECT_LiNEARl;

// поворачиваем полсски поперек цили.чдра glToxGenfv (GL S, GL_OBJECT_FLANK, '=TexPararp.=;

) ;

end;

В следующей главе мы узнаем, как можно в OpenGL красиво выводить сим волы и текст, а пока буквы, размечающие координатные оси, рисуются от резками. Я не стал создавать дисплейных списков для построения коорди натных осей, пользователь вряд ли нуждается в их воспроизведении, а мне оси требовались больше для отладки проекта.

procedure OcXYZ;

// Оси координат begin glColor3f (0, 1, 0) ;

glBegin (GL_LINES);

glVertex3f (0, 0, 0) ;

gIV.3rtex3f (3, С, 0} ;

glVertex3f (0, 0, 0) ;

glVertex3f (0, 2, 0) ;

glVertex3f (0, 0, 0} ;

glVertexSf (, 0, 3) ;

0.

g1End;

// буква X glBegin (GL^LINES) glVertex3f (3.1, -0.2, 0.5} glVeitex3f {3.1, 0.2, 0.1);

glVert.ex3f (3.1, -0.2, 0.1) glVertex3f (3.1, 0.5);

0.2, glEnd;

// буква Y glBegin ;

GL LINES) glVertex3f (0.0, 0. Oi ;

gIVertex3f (CO, 1, -C1. 1 i glVertex3f (0.0, 2. 1, 0) ;

glVertex3f (0.i, 2. J, и. 1: ;

glVertex3f (CO, 2. 0. 0i ;

alVer~ex3f ( 0 1 2. 1, -. 0.1) // буква Z glBegin fGL_LINES) ;

glVeccex3f (0.1, -0.1, 3.'..};

roxjf (-0.1, -C.I, 3.1);

OpenGL. Графика в проектах Delphi glVertex3f (0.1, 0.1, 3.1) ;

glVertex3f (-0.1, 0.1, 3.1);

glVertex3f (-0.1, -0.1, 3.1);

glVertex3f (0.1, 0.1, 3.1) ;

glEnd;

// Восстанавливаем значение текущего цвета glColor3f (Colors [1], Colors [2], Colors ;

"3!. );

end;

Модули приложения Головной модуль программы спроектирован только с использованием функций API, что обеспечивает миниатюрность откомпилированного файла.

Желание облегчить взаимодействие пользователя с программой привело ме ня к мысли о необходимости включения диалогового окна, в котором поль зователь мог бы удобным и привычным для себя образом задавать конфигу рацию системы. Если бы я и этот модуль создавал без VCL, эта книга ни когда не была бы написана — страшно даже представить объем работы по кодированию диалоговых окон вручную. Поэтому вспомогательный модуль я разработал обычным для Delphi способом, а для взаимодействия с голов ной программой использовал подход, основанный на вызове динамической библиотеки.

Окно "Параметры системы" снабжено интерфейсными элементами, позво ляющими задавать установки. Это окно имеет также кнопку "Применить", реализующую стандартное для подобных диалогов действие. Пользователь имеет возможность попробовать, как будет происходить работа системы при выбранных значениях установок. Вот эта самая кнопка потребовала значи тельного усложнения структуры программы.

Начнем изучение модулей комплекса с самого неответственного — с модуля About.dll, содержащего окно "Об авторах" {рис. 5.5).

Подкаталог ЕхО2 содержит соответствующий проект.

Логотип автора приложения представляет собой стилизацию логотипа биб лиотеки OpenGL.

Краснов MJB. 2000 г.

Рис. 5.5. "Все права зарезервированы" Глава 5. Пример CAD-системы: визуализация работы робота Чтобы впоследствии поместить окно в динамическую библиотеку, в разделе interface модуля формы окна "Об авторах" я поместил следующую строку с forward-описанием процедуры:

procedure AboutБ'опп;

stdcall;

export;

Код процедуры, это уже в разделе implementation модуля uniti.pas, совсем простой — создание и отображение окна:

procedure AboutForm;

stdcall;

export;

begin Forml :- TForml.Create ( Application);

Forml.ShowModal;

end;

Итак, модуль unitl.pas содержит описание экспортируемой функции AboutForm, связанной с отображением окна "Об авторах".

Проект About.dpr из подкаталога ЕхО2 предназначен для компоновки файла динамической библиотеки About.dll:

library About;

uses Unitl in 'Unitl.pas';

exports AboutForm;

// функция, размещаемая в DLL begin end.

Откомпилируйте этот проект, выбрав соответствующий пункт меню среды Delphi или нажав комбинацию клавиш +.

(^ Замечание ) Обращаю ваше внимание, что запускать проекты с заголовком l i b r a r y бес смысленно, невозможно "запустить" динамическую библиотеку.

После компиляции получается файл About.dll, который необходимо пере местить в каталог приложения, использующего эту библиотеку, то есть туда же, где располагается модуль ARM.exe.

Головной модуль при выборе пользователем пункта меню "Об авторах" об ращается к процедуре AboutForm, загружаемой из библиотеки. Если при за грузке функции происходит ошибка, исключительная ситуация, приложение ее снимает. Я оставляю пользователя в неведении по поводу произошедшей аварии в силу ее малозначительности.

В модуле About.pas головного проекта содержится описание соответствую щих типов и процедуры:

10 Зак 290 OpenGL Графика в проектах Delphi type ТAboutForm = procedure stdcail;

// тип загружаемой из dll r p цезуры ie var About Form : TAboutFcrm;

// переменная прсцед^ного ткг.а procedure About;

// вспомогательная процедура begin try // режим защиты от ошибок hCDll := LoadLibrary('About');

// ссылка на соответствующую оиблистеку If hCDll <~- HIKSTANCE_ERROR Chen begin // ошибка нагрузки dLi hCDll :- NULL;

// освобождаем память Exit // остальные действия не целать end else // пытаемся получить адрес процедуры в dll About Form := GetProcAddress (hCDll, 'AboutForm1 ) ;

If not Assigned {AboutForm) then Exit // ошибка, dll не содержит такую процедуру else AboutForm;

// все в порядке, запускаем процедуру и з dll ' If not hCDll = NULL then begin FreeLibrary (hCDll};

// освобождение памяти hCa.l 1 :- NULL;

end;

except Exit // в случае о;

шбки снять аварийную ситуацию и закончить end;

//try end;

Итак, при использовании процедуры из динамической библиотеки необхо димо описать процедурный тип и создать ссылку на библиотеку, после чего можно загружать процедуру.

Обмен данными с DLL Напомню, что головной модуль не использует библиотеку классов Delphi, однако проектировать без визуальных средств диалоговые окна — дело слишком тяжелое. Поэтому будем использовать для их реализации все мощ ные и удобные средства, предоставляемые Delphi специально для этих целей.

Диалоговые окна размещены о динамических библиотеках, но должны иметь общие с головной программой данные. Решить проблему обмена дан ными с различными модулями можно различными путями, в частности, в этом примере используются указатели на данные.

Например, диалоговое окно "Параметры системы" имеет флажок "Пло щадка", с помощью которого пользователь может задавать режим отображе ния этого объекта. После задания режима при воспроизведении кадра не обходимо соответствующим образом отобразить текущие значения установки.

Глава 5. Пример CAD-системы: визуализация работы робота Значение установки хранит в головном модуле булевская переменная-фла жок figsquare;

если она равна true, то при перерисовке кадра вызывается дисплейный список площадки:

If flgScuare then glCallList (4);

// рисуем площадку Откройте модуль Unit I.pas в подкаталоге ЕхОЗ и посмотрите forward-опи сание процедуры ParainForm, размещаемой в динамической библиотеке ParForm.dll, которая связана с отображением и функционированием диало гового окна "Параметры системы". Первые четыре аргумента этой процеду ры — указатели на переменные булевского типа;

каждая из них задает опре деленный флаг, управляющий режимом отображения осей, площадки, ис точника света или указателя курсора. При вызове этой процедуры из головного модуля в качестве фактических аргументов процедуры передаются ссылки на соответствующие переменные:

ParamForm {@flgOc, @flgSquare, @f!gLight, @flgCursor,.. Вы можете увидеть это в модуле ParForm.pas головного проекта ARM.dpr.

Теперь при нажатии кнопки "Применить" окна "Параметры системы", как и при закрытии этого окна, переменной по заданному адресу устанавливается соответствующее значение:

If Forml.CheckBoxSquare.Checked then мгкРПадЗдиагел :- True else wrkPFlagSquare" := False;

При очередном перерисовывании по тику таймера главного окна системы это значение задаст, отображать ли площадку.

Таким образом, передавая в библиотеки ссылки, т. е. адреса данных, пере менных и массивов головного модуля, я делаю эти данные доступными для использования, чтения и модификации за его пределами.

Использование ссылок является простым и удобным средством обмена дан ными между модулями программных систем. Я не претендую на роль пер вооткрывателя этого механизма, но уверен, что многим начинающим будет очень полезно освоить его, чтобы понять, почему многие команды OpenGL требуют в качестве аргумента именно адрес данных, а не сами данные.

!

Замечание ) Напоминаю: если команда OpenGL имеет несколько форматов, то использова ние формата, основанного на ссылочной адресации данных, является более предпочтительным в целях экономии памяти и повышения скорости работы.

Для изменения оптических свойств материала и свойств источника света, таких как его положение и направление, необходим вызов соответствующих команд OpenGL. Простая передача данных о заданных значениях парамет 292 OpenGL. Графика в проектах Delphi ров решит проблему только, если при каждой перерисовке экрана будет происходить обращение к процедуре инициализации источника света. По нятно, что это слишком накладно и не может считаться удовлетворительным.

Одно из возможных решений состоит в том, что все процедуры, связанные с источником света, размещаются в отдельной библиотеке, к которой по мере необходимости обращаются головной модуль программы и сервисный модуль параметров системы. Менее элегантным решением является дубли рование кода, когда одни и те же команды OpenGL вызываются из разных модулей системы.

Окно параметров системы снабжено также кнопкой "Отменить" на случай, если пользователь захотел отказаться от внесенных изменений, но не нажал еще кнопку "Применить". В этом случае, а также при появлении окна пара метров необходимо иметь возможность получения данных о текущих значе ниях установок. Для этого библиотеку InitRC пришлось дополнить процеду рой, возвращающей адреса переменных, являющихся, по сути, локальными данными модуля:

procedure GetData ( a PMaterials : PMaterial;

vr var PLPosition : PArrayJD;

var PFAmbient : PArray4D;

var PLDirection : PArray3D);

export;

stdcall;

begin PMaterials : ( M t r a s =.aeil;

PLPosition := @LPosition;

PFAmbient := @FAmbient;

PLDirection := @LDirection;

end;

В подкаталоге ЕхО4 я поместил исходные файлы пользовательской библио теки InitRC.

Обратите внимание, что "головная часть" проекта динамической библиотеки соответствует этапу ее инициализации. В данном примере на этом этапе я задаю оптические свойства материала конструкции и инициализирую пе ременные.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.