Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Тривимірні побудови. Буфер глибини. Видові параметри. Паралельна і перспективна проекції
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра захисту інформації
Інформація про роботу
Рік:
2011
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Програмування комп’ютерної графіки
Група:
УІ-31
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ІКТА
кафедра ЗІ
З В І Т
до лабораторної роботи №4
з курсу «Програмування комп’ютерної графіки»
на тему: «Тривимірні побудови. Буфер глибини. Видові параметри. Паралельна і перспективна проекції»
Виконав:ст. гр. УІ-31
Прийняла:
Львів – 2011
Мета роботи.
З'ясувати особливості тривимірного моделювання, побудови об'ємних зображень як проекцій на екранній плоскості; дати поняття про параметри вигляду.
Варіант 1
Текст програми
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using Tao.OpenGl;
using Tao.FreeGlut;
using Tao.Platform.Windows;
namespace GeometricTransformation
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
// инициализациядляработыс openGL
AnT.InitializeContexts();
}
// массив вершин создаваемого геометрического объекта
private float[,] GeomObject = new float[32, 3];
// счеткикеговершин
private int count_elements = 0;
// событиезагрузкиформыокна
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
// инициализация OpenGL, много раз комментированная ранее
Glut.glutInit();
Glut.glutInitDisplayMode(Glut.GLUT_RGB | Glut.GLUT_DOUBLE | Glut.GLUT_DEPTH);
Gl.glClearColor(255, 255, 255, 1);
Gl.glViewport(0, 0, AnT.Width, AnT.Height);
Gl.glMatrixMode(Gl.GL_PROJECTION);
Gl.glLoadIdentity();
Glu.gluPerspective(45, (float)AnT.Width / (float)AnT.Height, 0.1, 200);
Gl.glMatrixMode(Gl.GL_MODELVIEW);
Gl.glLoadIdentity();
Gl.glEnable(Gl.GL_DEPTH_TEST);
// пирамидадлявизуализации (4 точки)
GeomObject[0, 0] = 0;
GeomObject[0, 1] = 0.3f;
GeomObject[0, 2] = 0.2f;
GeomObject[1, 0] = 0.3f;
GeomObject[1, 1] = 0.3f;
GeomObject[1, 2] = 0;
GeomObject[2, 0] = 0f;
GeomObject[2, 1] = 0;
GeomObject[2, 2] = 0.7f;
GeomObject[3, 0] = 0.6f;
GeomObject[3, 1] = 0.7f;
GeomObject[3, 2] = 0.5f;
// количество вершин рассматриваемого геометричекого объекта
count_elements = 4;
// устанавливаем ось X по умолчанию
comboBox1.SelectedIndex = 0;
// начало визуализации (активируем таймер)
RenderTimer.Start();
}
// функцияотрисовки
private void Draw()
{
// очистка буфера цвета и буфера глубины
Gl.glClear(Gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT | Gl.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
Gl.glClearColor(255, 255, 255, 1);
// очищениетекущейматрицы
Gl.glLoadIdentity();
// утснаовка черного цвета
Gl.glColor3f(0, 0, 0);
// помещаем состояние матрицы в стек матриц
Gl.glPushMatrix();
// перемещаем камеру для более хорошего обзора объекта
Gl.glTranslated(0, 0, -7);
// поворачиваем ее на 30 градусов
Gl.glRotated(30, 1, 1, 0);
// помещаем состояние матрицы в стек матриц
Gl.glPushMatrix();
// начинаем отрисовку объекта
Gl.glBegin(Gl.GL_LINE_LOOP);
// геометрические данные ме бырем из массива GeomObject
// рисуем основание с помощью зацикленной линии
Gl.glVertex3d(GeomObject[0, 0], GeomObject[0, 1], GeomObject[0, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[1, 0], GeomObject[1, 1], GeomObject[1, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[2, 0], GeomObject[2, 1], GeomObject[2, 2]);
// завершаем отрисовку примитивов
Gl.glEnd();
// рисуем линии от вершин основания к вершине пирамиды
Gl.glBegin(Gl.GL_LINES);
Gl.glVertex3d(GeomObject[0, 0], GeomObject[0, 1], GeomObject[0, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[3, 0], GeomObject[3, 1], GeomObject[3, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[1, 0], GeomObject[1, 1], GeomObject[1, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[3, 0], GeomObject[3, 1], GeomObject[3, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[2, 0], GeomObject[2, 1], GeomObject[2, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[3, 0], GeomObject[3, 1], GeomObject[3, 2]);
// завершаем отрисовку примитивов
Gl.glEnd();
// возвращаем состояние матрицы
Gl.glPopMatrix();
// возвращаем состояние матрицы
Gl.glPopMatrix();
// отрисовываем геометрию
Gl.glFlush();
// обновляем состояние элемента
AnT.Invalidate();
}
// фнукциямасштабирования
private void CreateZoom(float coef, int os)
{
// создаемматрицу
float[,] Zoom3D = new float[3, 3];
Zoom3D[0, 0] = 1;
Zoom3D[1, 0] = 0;
Zoom3D[2, 0] = 0;
Zoom3D[0, 1] = 0;
Zoom3D[1, 1] = 1;
Zoom3D[2, 1] = 0;
Zoom3D[0, 2] = 0;
Zoom3D[1, 2] = 0;
Zoom3D[2, 2] = 1;
// устанавливаем коэфицент масштабирования для необходимой (выбранной и переданной в качестве параметра) оси
Zoom3D[os, os] = coef;
// вызываем функцию для выполнения умножения матриц, представляющих собой координта вершин геометрического объекта
// на созданную в данной функции матрицу
multiply(GeomObject, Zoom3D);
}
// перенос
private void CreateTranslate(float translate, int os)
{
// в виду простоты данного алгоритма, мы упростили его обработку -
// достаточно прибавить изменение (перенос) в координатах объекта по выбраной и переданной оси
for (int ax = 0; ax < count_elements; ax++)
{
// обновление координат (для выбранной оси)
GeomObject[ax, os] += translate;
}
}
// реализацияповорота
private void CreateRotate(float angle, int os)
{
// массив, который будет содержать матрицу
float[,] Rotate3D = new float[3, 3];
// в зависимости от оси, матрицы будут координально различатся,
// поэтому создаем необходимую матрицу в зависимости от оси, используя switch
switch (os)
{
case 0: // вокруг оси Х
{
Rotate3D[0, 0] = 1;
Rotate3D[1, 0] = 0;
Rotate3D[2, 0] = 0;
Rotate3D[0, 1] = 0;
Rotate3D[1, 1] = (float)Math.Cos(angle);
Rotate3D[2, 1] = (float)-Math.Sin(angle);
Rotate3D[0, 2] = 0;
Rotate3D[1, 2] = (float)Math.Sin(angle);
Rotate3D[2, 2] = (float)Math.Cos(angle);
break;
}
case 1: // вокруг оси Y
{
Rotate3D[0, 0] = (float)Math.Cos(angle);
Rotate3D[1, 0] = 0;
Rotate3D[2, 0] = (float)Math.Sin(angle);
Rotate3D[0, 1] = 0;
Rotate3D[1, 1] = 1;
Rotate3D[2, 1] = 0;
Rotate3D[0, 2] = (float)-Math.Sin(angle);
Rotate3D[1, 2] = 0;
Rotate3D[2, 2] = (float)Math.Cos(angle);
break;
}
case 2: // вокругоси Z
{
Rotate3D[0, 0] = (float)Math.Cos(angle);
Rotate3D[1, 0] = (float)-Math.Sin(angle);
Rotate3D[2, 0] = 0;
Rotate3D[0, 1] = (float)Math.Sin(angle);
Rotate3D[1, 1] = (float)Math.Cos(angle);
Rotate3D[2, 1] = 0;
Rotate3D[0, 2] = 0;
Rotate3D[1, 2] = 0;
Rotate3D[2, 2] = 1;
break;
}
}
// вызываем функцию для выполнения умножения матриц, представляющих собой координта вершин геометрического объекта
// на созданную в данной функции матрицу
multiply(GeomObject, Rotate3D);
}
// функцияумноженияматриц
private void multiply(float[,] obj, float[,] matrix)
{
// временные переменные
float res_1, res_2, res_3;
// проходим циклом по всем координатам (представляющие собой матрицу A [x,y,z])
// и умножаем каждую матрицу на матрицу B (переданную)
// результат сразу заносим в массив геометрии
for (int ax = 0; ax < count_elements; ax++)
{
res_1 = (obj[ax, 0] * matrix[0, 0] + obj[ax, 1] * matrix[0, 1] + obj[ax, 2] * matrix[0, 2]);
res_2 = (obj[ax, 0] * matrix[1, 0] + obj[ax, 1] * matrix[1, 1] + obj[ax, 2] * matrix[1, 2]);
res_3 = (obj[ax, 0] * matrix[2, 0] + obj[ax, 1] * matrix[2, 1] + obj[ax, 2] * matrix[2, 2]);
obj[ax, 0] = res_1;
obj[ax, 1] = res_2;
obj[ax, 2] = res_3;
}
}
// собтыиетаймера - вызовотрисовки
private void RenderTimer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
// функция отрсовки
Draw();
}
// обработка событий от клавиатуры - нажание (клавиша зажата!)
private void AnT_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
{
// Z и X отвечают за масштабирование
if (e.KeyCode == Keys.Z)
{
// вызов функции, в которой мы реализуем масштабирование - передаем коэфичент масштабирования и выбранную ось в окне программы
CreateZoom(1.05f, comboBox1.SelectedIndex);
}
if (e.KeyCode == Keys.X)
{
// вызов функции, в которой мы реализуем масштабирование - передаем коэфичент масштабирования и выбранную ось в окне программы
CreateZoom(0.95f, comboBox1.SelectedIndex);
}
// W и S отвечаютзаперенос
if (e.KeyCode == Keys.W)
{
// вызов функции, в которой мы реализуем перенос - передаем значение перемещения и выбранную ось в окне программы
CreateTranslate(0.05f, comboBox1.SelectedIndex);
}
if (e.KeyCode == Keys.S)
{
// вызов функции, в которой мы реализуем перенос - передаем значение перемещения и выбранную ось в окне программы
CreateTranslate(-0.05f, comboBox1.SelectedIndex);
}
// A и D отвечаютзаповорот
if (e.KeyCode == Keys.A)
{
// вызов функции, в которой мы реализуем поворот - передаем значение для поворота и выбранную ось
CreateRotate(0.05f, comboBox1.SelectedIndex);
}
if (e.KeyCode == Keys.D)
{
CreateRotate(-0.05f, comboBox1.SelectedIndex);
}
}
// дополнительноесобытиедляэлемента comboBox - еслипроизошло
// изменение его значения - утсановить фокус в элемент AnT
// чтобы избежать перехват события нажатия клавиши данным элементом
private void comboBox1_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e)
{
// устанавливаем фокус в AnT
AnT.Focus();
}
}
}
для квадрату змінюємо:
GeomObject[0, 0] = -0.5f;
GeomObject[0, 1] = 0.5f;
GeomObject[0, 2] = 0.3f;
GeomObject[1, 0] = -0.5f;
GeomObject[1, 1] = -0.5f;
GeomObject[1, 2] = 0.3f;
GeomObject[2, 0] = 0.5f;
GeomObject[2, 1] = -0.5f;
GeomObject[2, 2] = 0.3f;
GeomObject[3, 0] = 0.5f;
GeomObject[3, 1] = 0.5f;
GeomObject[3, 2] = 0.3f;
GeomObject[4, 0] = -0.1f;
GeomObject[4, 1] = 0.9f;
GeomObject[4, 2] = 0.7f;
GeomObject[5, 0] = -0.1f;
GeomObject[5, 1] = -0.1f;
GeomObject[5, 2] = 0.7f;
GeomObject[6, 0] = 0.9f;
GeomObject[6, 1] = -0.1f;
GeomObject[6, 2] = 0.7f;
GeomObject[7, 0] = 0.9f;
GeomObject[7, 1] = 0.9f;
GeomObject[7, 2] = 0.7f;
Gl.glVertex3d(GeomObject[0, 0], GeomObject[0, 1], GeomObject[0, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[4, 0], GeomObject[4, 1], GeomObject[4, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[1, 0], GeomObject[1, 1], GeomObject[1, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[5, 0], GeomObject[5, 1], GeomObject[5, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[2, 0], GeomObject[2, 1], GeomObject[2, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[6, 0], GeomObject[6, 1], GeomObject[6, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[3, 0], GeomObject[3, 1], GeomObject[3, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[7, 0], GeomObject[7, 1], GeomObject[7, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[4, 0], GeomObject[4, 1], GeomObject[4, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[5, 0], GeomObject[5, 1], GeomObject[5, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[4, 0], GeomObject[4, 1], GeomObject[4, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[7, 0], GeomObject[7, 1], GeomObject[7, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[6, 0], GeomObject[6, 1], GeomObject[6, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[5, 0], GeomObject[5, 1], GeomObject[5, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[7, 0], GeomObject[7, 1], GeomObject[7, 2]);
Gl.glVertex3d(GeomObject[6, 0], GeomObject[6, 1], GeomObject[6, 2]);
для трикутника змінюємо:
GeomObject[0, 0] = 0;
GeomObject[0, 1] = 0;
GeomObject[0, 2] = 0.3f;
GeomObject[1, 0] = 0.4f;
GeomObject[1, 1] = 0;
GeomObject[1, 2] = 0.5f;
GeomObject[2, 0] = -0.5f;
GeomObject[2, 1] = 0.5f;
GeomObject[2, 2] = 1f;
Результати виконання програми
Трикутник 1
Квадрат
Трикутник 2
Висновок
На даній лабораторній роботі я з'ясував особливості тривимірного моделювання, побудови об'ємних зображень як проекцій на екранній плоскості.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора