Моделирование 3D сцен с применением OpenGL

Виды проектирования.
Алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей.
Преобразования координат, проектирование и алгоритм

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ТРЕХМЕРНОЙ ГРАФИКИ

Проекции в OpenGL

glOrtho(left, right, bottom, top, near, far: GLdouble)
gluOrtho2D(left, right,

Перспективные преобразования в OpenGL

glFrustum (Xmin, Xmax, Ymin, Ymax, near, far)

УДАЛЕНИЕ НЕВИДИМЫХ
ЛИНИЙ И ПОВЕРХНОСТЕЙ

Рисуем единичный куб

Рисуем единичный куб

Алгоритм Z-буфера

Без применения
буфера глубины

С применением
буфера глубины

glPolygonMode(face, mode :GLenum)
face:
GL_FRONT
GL_BACK
GL_FRONT_AND_BACK
Mode:
GL_POINT
GL_LINE
GL_FILL

Методы отображения

Сфера Glut

glutSolidSphere(radius, slices, stacks)
glutWireSphere(radius, slices, stacks)

Куб Glut

glutSolidCube(size)
glutWireCube(size)

Конус Glut

glutSolidCone(base, height, slices, stacks)
glutWireCone(base, height, slices, stacks)

Тор Glut

glutSolidTorus(innerRadius, outerRadius, nsides, rings)
glutWireTorus(innerRadius, outerRadius, nsides, rings)

glutSolidTetrahedron
glutWireTetrahedron

Тетраэдр Glut

glutSolidOctahedron
glutWireOctahedron
glutSolidDodecahedron
glutWireDodecahedron
glutSolidIcosahedron
glutWireIcosahedron

Примитивы библиотеки GLUT

glutSolidTeapot(size)
glutWireTeapot (size)

Чайник Glut

Примитивы библиотеки GLUT

алгоритмы, использующие кодирование концов отрезка или всего отрезка (Коэна-Сазерленда);
алгоритмы, использующие параметрическое

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Две конечные точки отрезка получают 4-х разрядные коды, соответствующие

Битовый код
1
4
3
2

А=0000;
B=0000;
C=0001;
D=0000;

Битовый код

E=0001;
F=0010;
G=0101;
H=0010;

I=1000;
J=0010;
K=1001;
L=0001.

Пусть X - код точки-начала отрезка, Y - код точки-конца отрезка,

X = Y=0:
Отрезок AB (0000)and(0000)

Алгоритм Коэна-Сазерленда

X and Y≠0:
Отрезок KL (1001)and(0001)

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Задание

Используя алгоритм Коэна-Сазерленда, выявить видимые, невидимые и отсекаемые отрезки АВ,

Пусть X - код точки-начала отрезка, Y - код точки-конца отрезка,

G = H=0:
Отрезок GH

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Случай 1

X and Y≠0:
Отрезок KL
Отрезок DC
Отрезок EF

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Случай 2

Отсекаемые отрезки: Отрезок AB; Отрезок IJ.

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Случай 3

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Алгоритм Коэна-Сазерленда

Визуальные эффекты OpenGL

Материалы и освещение
Свойства материалов
Источники света
Модели освещения
Туман
Прозрачность
Трафарет – самостоятельно
Текстура – самостоятельно

Визуальные эффекты OpenGL

Материалы и освещение

glEnable(GL_LIGHTING),
glEnable(GL_LIGHT0).
glBegin(GL_POLYGON);
glNormal3f(0.0, 0.0, -1.0);
glVertex3f(1.0,

Свойства материала

glMaterial[i f](face, pname, param)
Какой именно параметр будет определяться значением

GL_SPECULAR, значение по умолчанию: (0.0, 0.0, 0.0, 1.0).
GL_SHININESS, [0..128]. Значение по

{Свойство материала}
glMaterialfv(GL_FRONT,
GL_AMBIENT,
@MaterialColor);
{Прорисовка одной грани куба}
glBegin(GL_POLYGON);
glNormal3f(0.0, 0.0, -1.0);
glVertex3f(1.0, 1.0,

Материалы и освещение

Материалы и освещение

Материалы и освещение

Материалы и освещение

Материалы и освещение

Материалы и освещение

Материалы и освещение

Визуальные эффекты. Туман

Туман является самым простым в использовании спецэффектом, предназначенным для

Упаравление наложением тумана

Для того, чтобы включить туман используют команду с параметром

   GL_FOG_DENSITY – плотность тумана (по умолчанию принимает значение равное единице);
    

GL_LINEAR

GL_EXP

GL_EXP2

Пример на использование тумана

Пять чайников, располагающихся от наблюдателя на различном удалении

Наложение тумана

Наложение тумана

Наложение тумана

Режимы обработки прозрачности

Трассировка лучей

Вторичные лучи разделяются на следующие:
лучи тени/освещения;
лучи отражения;
лучи преломления.