Главная

Введение в Direct3D

Подробности

Автор: gdever

Категория: DirectX 8

Опубликовано: 13 января 2012

Просмотров: 3548

    Доброго времени суток всем! Как я и обещал, эта статья будет посвящена инициализации Direct3d и вершинным буферам. Но прежде мы приступим к рисованию треугольников (никуда от них не деться), давайте задумаемся, что нам для этого нужно.

D3DDISPLAYMODE			DisplayMode;
D3DPRESENT_PARAMETERS		PresentParameters;

    D3DDISPLAYMODE – структура, хранящая формат режима (разрешение, частоту обновления и формат пикселей)
    D3DPRESENT_PARAMETERS – хранит более тонкие настройки системы

    Создание Direct3D объекта:

D3DObject = Direct3DCreate8( D3D_SDK_VERSION );
if( FAILED( D3DObject ) ){
	MessageBox( NULL , "Error cretaing D3DObject!" , "Error" , MB_OK );
	return(false);
}

    Устанавливаем параметры видеорежима

//ширина
DisplayMode.Width	= D3D_SCREEN_WIDTH;
//высота
DisplayMode.Height	= D3D_SCREEN_HEIGHT;
//частота обновления экрана
DisplayMode.RefreshRate	= 0;
//формат пикселей
DisplayMode.Format	= D3DFMT_X8R8G8B8;

    В приведенном коде строка DisplayMode.RefreshRate = 0 подразумевает, что будет выставлена частота адаптера по умолчанию (а не ноль Гц :) ).

    Теперь настраиваем девайс:

memset( &PresentParameters , 0 , sizeof( D3DPRESENT_PARAMETERS ) );
PresentParameters.Windowed		= FALSE;
PresentParameters.SwapEffect		= D3DSWAPEFFECT_DISCARD; 
PresentParameters.BackBufferCount	= 1;
PresentParameters.BackBufferFormat	= DisplayMode.Format;//(1)
PresentParameters.BackBufferWidth	= DisplayMode.Width;//(2)
PresentParameters.BackBufferHeight	= DisplayMode.Height;//(3)
PresentParameters.FullScreen_RefreshRateInHz	= D3DPRESENT_RATE_DEFAULT;
PresentParameters.EnableAutoDepthStencil	= TRUE;
PresentParameters.AutoDepthStencilFormat	= D3DFMT_D24S8;
PresentParameters.FullScreen_PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE;

    В данном фрагменте мы установили полноэкранный режим (PresentParameters.Windowed), “попросили” Direct3D очищать front-буфер перед тем как поменять его местами с back-буфером (D3DSWAPEFFECT_DISCARD), уточнили, что у нас будет только один back-буфер (PresentParameters.BackBufferCount), подогнали параметры буфера кадра под параметры видео режима (строки (1)(2)(3)), установили частоту обновления экрана (D3DPRESENT_RATE_DEFAULT) и формат буфера глубины(D3DFMT_D24S8 – 24 бита под буфер глубины и 8 под стенсил), и наконец отключили синхронизацию D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE.

    Осталось только создать девайс:

HRESULT hr = D3DObject->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT , 
	D3DDEVTYPE_HAL , hWnd , D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING , &PresentParameters, &D3DDevice );
	if( FAILED( hr ) ){
		if( D3DERR_NOTAVAILABLE )MessageBox( NULL , "Error creating D3DDevice( Unavaiable Mode )" , "Error" , MB_OK );
		if( D3DERR_OUTOFVIDEOMEMORY )MessageBox( NULL , "Error creating D3DDevice( Out of memory )" , "Error" , MB_OK );
		return( false );
	}

    По минимуму настроили рендеринг:

	//отключили освещение (пока)
	D3DDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING , FALSE );
	//отключили отсечение нелицевых граней
	D3DDevice->SetRenderState( D3DRS_CULLMODE , D3DCULL_NONE);

    Осталось только установить проекционную матрицу:

	D3DXMATRIX projection_matrix;
	//будем использовать правую систему координат – так привычнее
	//с углом обзора 45 градусов
	//создали матрицу
	D3DXMatrixPerspectiveFovRH(&projection_matrix, D3DX_PI/4f, 
		(float)D3D_SCREEN_WIDTH/(float)D3D_SCREEN_HEIGHT, 0.1f, 1000000.0f );
	//установили матрицу
	D3DDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION, &(D3DMATRIX)projection_matrix );

    Теперь нам нужен некоторый класс для представления вершины в пространстве + хотелось бы подвести под это хоть какой-то математический аппарат(я имею в виду удобный АПИ для работы с векторами и матрицами).

class						cVector3{
public:
	//координаты
	float					x,y,z;
	//конструкторы
						cVector3( void ){}
						cVector3( float f ){x=y=z=f;}
						cVector3( float f1 , float f2 , float f3 ){x=f1;y=f2;z=f3;}
	//вращение вокруг соответствующих осей
	void					fRx( float );
	void					fRy( float );
	void					fRz( float );
	//векторное сложение с присваиванием (сдвиг точки)
	void					operator+=( cVector3 );
	//векторное вычитание с присваиванием
	void					operator-=( cVector3 );
	//масштабирование вектора
	cVector3				operator*( float );
	friend cVector3				operator*( float , cVector3 );
	//векторная разность
	cVector3				operator-( cVector3 );
	//сложение векторов(сдвиг точки)
	cVector3				operator+( cVector3 );
	//унарный минус
	cVector3				operator-( void );
	//скалярное произведение
	float					operator%( cVector3 );
	//векторное произведение
	cVector3				operator*( cVector3 );
	//евклидова норма вектора
	float					Norm( void );
	//нормирование вектора
	void					Normize( void );
};

     Поподробнее остановимся на поворотах вокруг координатных осей. Для простоты будем рассматривать двумерный поворот вокруг начала координат:
    а – начальное положение нашей точки.
    b – конечное положение точки.
    t2 – угол, на который будет совершаться поворот.
    Воспользуемся представлением этих точек в полярных координатах:

(1)
a.x = r * cos(t1)
a.y = r * sin(t1)

b.x = r * cos( t1 + t2 )
b.y = r * sin( t1 + t2 )

    Вспомнив формулы для разложения синусов и косинусов двойных углов, имеем:

(2)
b.x = r * cos(t1) * cos(t2) – r * sin(t1) * sin(t2)
b.y = r * cos(t1) * cos(t2) + r * sin(t1) * sin(t2)

    И, наконец, подставив (1) в систему (2), получим:

(3)
b.x = a.x * cos(t2) – a.y * sin(t2)
b.y = a.x * cos(t2) + a.y * sin(t2)

    Осталось только заметить что при вращении вокруг оси Z, сама координата z точки остаётся неизменной, следовательно, добавив к (3) выражение b.z = a.z, получим искомое вращение вокруг оси Z. Для оставшихся двух вращений рассуждения будут аналогичными.
    Теперь собственно сама вершина:

//описываем формат вершин (в Direct3D все вершину нужно будет таким образом описывать)
//здесь указаны три координаты, цвет, текстурные координаты
//на первое время должно хватить
#define						FVF_CD3DVERTEX			D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE | D3DFVF_TEX1

class						cD3DVertex:public cVector3{
public:
	DWORD					color;
	float					u,v;
	cD3DVertex( void ):cVector3(){color=0xffffff;}
	cD3DVertex( float f1 , float f2 , float f3 ):cVector3( f1 , f2 , f3 ){}
	cD3DVertex( float f1 , float f2 , float f3 , DWORD c ):cVector3( f1 , f2 , f3 ){ color = c;}
	cD3DVertex( float f1 , float f2 , float f3 , DWORD c , float f4 , float f5 )
		:cVector3( f1 , f2 , f3 ){ color = c ; u = f4 ; v = f5;}
};

    Хочу сразу оговориться: я использую наследование и перегрузку всего и вся (в разумных пределах, естественно). Поэтому даже не пытайтесь меня переубедить.

    cD3Dvertex простой класс, т.к. сам по себе ничего не рендерит, а всю необходимую математику он наследует от вектора.

     Теперь собственно можно и камеру позиционировать. Вот класс:

float D3D_CAM_VELOSITY  = 0.01;
float D3D_CAM_DANGLE    = 0.03;

class cCam{
public:
	cVector3			target,norm,eye;
	//*********************************************************************
	void				D3DCameraReInit( void );
	void				D3DCameraInit( cVector3 , cVector3 , cVector3 );
};

    Значение полей target,norm,eye показано на рисунке.

    Создадим глобальный объект Camera и инициализируем его:

Camera.D3DCameraInit( cVector3( 0 , 0 , 1 ) , cVector3( 0 , 0 , -1 ) , cVector3( 0 , 1 , 0 ) );

D3DXMATRIX ViewMatrix;			// View Matrix
D3DXMatrixLookAtRH( &ViewMatrix ,	// Update View Matrix
		  &D3DXVECTOR3( eye.x , eye.y , eye.z ),	
		//здесь в качестве параметра используется точка на которую мы смотрим, а не направление взгляда
		  &D3DXVECTOR3( eye.x + target.x , eye.y + target.y , eye.z + target.z ),	
		  &D3DXVECTOR3( norm.x , norm.y , norm.z ) );
//устанавливаем видовую матрицу
D3DDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW , &ViewMatrix );// Apply Changes To The View

    Теперь наконец можно заняться рендеррингом, но сначала как всегда класс:

template<class Type>class	cD3DVertexBuffer{
public:
	cD3DVertexBuffer(void);
	cD3DVertexBuffer(int){Vertexes.Cursor=0;}
	~cD3DVertexBuffer(){Vertexes.Release();}
	cArray<Type>		Vertexes;

	//добавление вершины
	__forceinline void	AddVertex( Type );

	//рендерринг
	void				Render( LPDIRECT3DDEVICE8 , DWORD );
	void				FlushVertexes( LPDIRECT3DDEVICE8 );

	//операции над всем массивом вершин – смещение по вектору и повороты
	void				TTransfer( cVector3 );
	void				fRy( float );
	void				fRz( float );
	void				fRx( float );

	//упростили себе доступ к вершинам
	Type				operator[]( int i ){return( Vertexes[ i ] );}
};

template<class Type>void	cD3DVertexBuffer<Type>::AddVertex( Type v ){
	Vertexes.AddEnd( v );
}

template<class Type>void	cD3DVertexBuffer<Type>::Render( LPDIRECT3DDEVICE8 D3DDevice , DWORD SHADER ){
	D3DDevice->SetVertexShader( SHADER );
	D3DDevice->DrawPrimitiveUP( D3DPT_TRIANGLELIST , Vertexes.Cursor / 3 , Vertexes.Array , sizeof( Type ) );
}

    Собственно это и не вершинный буфер никакой, просто мне не хотелось придумывать какое-то особенное название, это усложнило бы восприятие программы, да и лениво как-то было :). Интерес представляет, пожалуй, только функция Render. В качестве параметра она принимает девайс и формат вершины (в нашем примере это будет FVF_CD3DVERTEX). Этот класс представляет простейшие возможности по отрисовки вершин – он не поддерживает индексирования, выводит вершины в нулевой поток с одним текстурным уровнем. Сделан был только для того что бы вы имели возможность, без написания огромных кусков кода инициализации, сесть и протестировать то что Вам нужно (просто вершины покидали в массив и все) + это представление данных позволяет достаточно просто изменять данные, хотя ради этого и приходится жертвовать производительностью.

    Теперь настоящий ИНДЕКСИРУЕМЫЙ вершинный буфер:

template<class Type>class	cD3DIVertexBuffer{
public:
	//указатель на индексный буфер
	LPDIRECT3DINDEXBUFFER8	D3DIndexBuffer;
	//указатель на вершинный буфер
	LPDIRECT3DVERTEXBUFFER8 D3DVertexBuffer;
	//число полигонов
	int					NumberOfPolygons;
	//вершины
	cArray<Type>		Vertexes;
	//индексы
	cArray			Indexes;
	//добавить вершину с автоматическим индексированием
	void				AddIVertex( Type );
	//добавить вершину с ручными индексированием
	void				AddVertex( Type , int );
	//создать вершинный буфер в памяти(инициализация указателей 
	//D3DindexBuffer и D3DVertexBuffer)
	void				CreateVertexBuffer( LPDIRECT3DDEVICE8 , DWORD );
	//рендерринг
	void				Render( LPDIRECT3DDEVICE8 , DWORD );
						~cD3DIVertexBuffer();
	//с помощью этих функций лочим и анлочим буфферы
	void					Lock( void );
	void					Unlock( void );
};

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::Unlock( void ){
	D3DVertexBuffer->Unlock();
	D3DIndexBuffer->Unlock();
	vrt = ind = NULL;
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::Lock( void ){
	D3DVertexBuffer->Lock( 0 , 0 , ( BYTE** )&vrt , NULL );
	D3DIndexBuffer->Lock( 0 , 0 , ( BYTE** )&ind , NULL );
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::Release( void ){

	if( D3DIndexBuffer )
		D3DIndexBuffer->Release();
	D3DIndexBuffer = NULL;

	if( D3DVertexBuffer )
		D3DVertexBuffer->Release();
	D3DVertexBuffer = NULL;

	Vertexes.Release();
	Indexes.Release();
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::fRx( float Angle ){
	Lock();
	for( int i( 0 ) ; i < NumberOfVertexes ; i++ )
		( ( Type* )vrt )[ i ].fRx( Angle );
	Unlock();
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::fRy( float Angle ){
	Lock();
	for( int i( 0 ) ; i < NumberOfVertexes ; i++ )
		( ( Type* )vrt )[ i ].fRy( Angle );
	Unlock();
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::fRz( float Angle ){
	Lock();
	for( int i( 0 ) ; i < NumberOfVertexes ; i++ )
		( ( Type* )vrt )[ i ].fRz( Angle );
	Unlock();
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::AddVertex( Type Vertex , int i ){
	Indexes.AddEnd( i );
	Vertexes.AddEnd( Vertex );
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::AddIVertex( Type Vertex ){
	Indexes.AddEnd( Vertexes.Cursor );
	Vertexes.AddEnd( Vertex );
}

//передаем девайс и формат вершин
template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::Render( cD3DDevice &D3DDevice , DWORD VERTEX_FORMAT ){
	//устанавливаем поток для вывода
	D3DDevice->SetStreamSource( 0 , D3DVertexBuffer , sizeof( Type ) );
	D3DDevice->SetIndices( D3DIndexBuffer , 0 );
	//устанавливаем формат вершин
	D3DDevice->SetVertexShader( VERTEX_FORMAT );
	//отрисовываем вершины
	D3DDevice->DrawIndexedPrimitive( D3DPT_TRIANGLELIST , 0 ,
                                   NumberOfVertexes , 0 , NumberOfPolygons );
}

template<class Type>void	cD3DIVertexBuffer<Type>::CreateVertexBuffer( LPDIRECT3DDEVICE8 D3DDevice , DWORD VERTEX_FORMAT ){
	//создание пустого вершинного буфера
	//D3DPOOL_DEFAULT – система сама решит куда лучше положить ваши  
	//вершины
	//в системную память или в память видеокарты
	if( FAILED( D3DDevice->CreateVertexBuffer( Vertexes.Cursor * sizeof( Type ) ,
		0 , VERTEX_FORMAT , D3DPOOL_DEFAULT, &D3DVertexBuffer ) ) ){
		MessageBox( 0 , "Ошибка создания индексируемого вершинного буффера." , "Ошибка." , 0 );
		exit(0);
	}

	void	*vVertexes;
	void	*vIndexes;
	//заполняем вершинный буфер вершинами
	//в Direct3D лочатся не только вершинные буфферы но и текстуры, запомните это или запишите ))
	//этим Direct3D существенно отличается от OGL, там вроде такого механизма нет
	if( FAILED( D3DVertexBuffer->Lock( 0 , Vertexes.Cursor * sizeof( Type ) , ( BYTE** )&vVertexes , D3DLOCK_READONLY ) ) ){
		MessageBox( 0 , "Ошибка залочивания индексируемого вершинного буффера." , "Ошибка." , 0 );
		exit(0);
	}
	memcpy( vVertexes , Vertexes.Array , Vertexes.Cursor * sizeof( Type ) );
	D3DVertexBuffer->Unlock();

	//создание пустого индексного буфера
	//D3DPOOL_DEFAULT – система сама решит куда лучше положить ваши индексы
	//в системную память или в память видеокарты
	//D3DFMT_INDEX16 – в качестве индекса будет использоваться 16 разрядное 
	//целое
	if( Indexes.Cursor ){
		if( FAILED( D3DDevice->CreateIndexBuffer( sizeof( unsigned long ) * Indexes.Cursor , 
				0 , D3DFMT_INDEX16, D3DPOOL_DEFAULT , &D3DIndexBuffer ) ) ){
			MessageBox( 0 , "Ошибка создания индексного буффера." , "Ошибка." , 0 );
			exit(0);
		}
	//заполняем индексный буфер индексами
		if( FAILED ( D3DIndexBuffer->Lock( 0 , 
			Indexes.Cursor * sizeof( unsigned long ) , ( BYTE** )&vIndexes , D3DLOCK_READONLY ) ) ){	
			MessageBox( 0 , "Ошибка залочивания индексного буффера." , "Ошибка." , 0 );
			exit(0);
		}
		memcpy( vIndexes , Indexes.Array , sizeof( unsigned long ) * Indexes.Cursor );
		D3DIndexBuffer->Unlock();
	}
	//заметьте, число полигонов рассчитывается исходя из числа индексов, а 
	//не вершин
	NumberOfPolygons = Indexes.Cursor / 3;

	//освобождаем память
	Vertexes.Release();
	Indexes.Release();
}

    Вот вроде и все. Осталось только сказать зачем нужны индексы: с их помощью можно существенно уменьшить объем вводимых данных. Например нам надо вывести квадрат (два треугольника с двумя смежными вершинами). Без индексов нам пришлось бы создавать буфер на 6 вершин, а используя индексы, в вершинном буфере будут лежать всего 4 вершины + 6 индексов в индексном буфере (по три на полигон). Вот эти индексы: 0,1,2; 2,1,3 (при условии, что 1 и 2 вершины общие для двух полигонов).

    Вот теперь действительно все.

    исходные коды

Матричные преобразования в OpenGL

Подробности

Автор: gdever

Категория: OpenGL

Опубликовано: 15 ноября 2011

Просмотров: 19040

    До сих пор для осуществления преобразований мы пользовались либо только достаточно простыми механизмами (сдвиг вектора), либо механизмами, которые нельзя применять повсеместно (кватернионы). Конечно у нас есть достаточно навороченный класс cVector, с помощью которого можно сдвигать и вращать вершины. Однако все эти преобразования будут выполняться на CPU и, следовательно, существенно тормозить нашу игру. У кватернионов те же недостатки. Поэтому сейчас настало время рассмотреть способ, с помощью которого можно осуществлять все преобразования практически даром!

    Речь пойдет о матричных преобразованиях, которые предоставляет нам в наше распоряжение OpenGL. В этой графической библиотеке реализовано три типа матриц: матрица проецирования, матрица вида, текстурная матрица. Сегодня речь пойдет только о матрице вида.

    Все эти три матрицы можно свободно изменять. Для начала нужно сообщить системе с каком матрицей мы будем работать. Сделать это можно вызвав функцию glMatrixMode:

    glMatrixMode( mode );
    // где mode это одно из следующих значений
    // GL_MODELVIEW – матрица вида
    // GL_PROJECTION – матрица проецирования
    // GL_TEXTURE – текстурная матрица

    С матрицей проецирования и текстурной матрицей все более менее понятно – они отвечают за проецирование (ортогональное, перспективное etc.) и модификацию текстурных координат. А вот матрица вида требует отдельного, более подробного объяснения. Дело в том что при рендеринге все вершины попадают на конвейер рендеринга в так называемом camera space'e. Это такое пространство, в котором ось OZ направлена в сторону противоположной направлению взгляда (ну и с помощью нормали вида достраиваются оси OX и OY), с началом координат в точке визирования (там где расположена камера). Поэтому если перед рендерингом поставить матрицу вида следующим образом:

    glMatrixMode( GL_MODELVIEW );

    // загрузка единичной матрицы
    glLoadIdentity();

    то вся выводимая геометрия будет выводиться непосредственно перед экраном а не там где ей положено быть. Для перевода координат геометрии из camera space'а в глобальные координаты, как раз и применяется матрица вида.

    После этого можно выбранную матрицу домножать справа на матрицы поворота, смещения или переноса:

    // поворот на угол angle (задается в градусах)
    // вокруг вектора ( vx , vy , vz )
    glRotatef( angle , vx , vy , vz );

    // перенос на вектор ( tx , ty , tz )
    glTranslatef( tx , ty , tz );

    // масштабирование по осям x, y, z
    // sx, sy, sz – масштабирующие коэффициенты 
    // по соответствующим осям
    glScalef( sx , sy , sz );

    К сожалению эти функции изменяют выбранную матрицу. Поэтому после окончания преобразований нужно возвращать измененную матрицу в исходное состояние. Можно было бы конечно высчитывать обратные матрицы, для выполнения обратных преобразований, но OpenGL предлагает другой, более простой и элегантный способ – стек матриц. Работа с ним осуществляется следующим образом – перед началом преобразований сохраняем матрицу в стеке, которую планируем изменять. Изменяем матрицу согласно нашим замыслам. Выполняем преобразование. Выталкиваем исходную матрицу из стека. Все просто! Работа со стеком осуществляется с помощью следующих функций:

    // помещение матрицы в стэк
    glPushMatrix();

    // выталкивание матрицы из стека
    glPopMatrix();

    При использовании преобразований следует помнить следующее правило: вектор домножается на матрицу справа, т.е. при перемножении справа стоит вектор, а слева – матрица. Таким образом, если у нас есть последовательность преобразований, то последовательность функций должна быть противоположной. Для большей ясности рассмотрим один пример: пускай у нас есть квадрат, центр которого расположен в начале координат. Нам надо этот квадрат поворачивать вокруг собственного центра, а затем, отодвинув его от начала координат на 3 единицы, повернуть его вокруг начала координат, ну и для большего интереса будем масштабировать этот квадрат. В качестве решения задачи имеем следующую последовательность преобразований:
1. масштабировать квадрат
2. повернуть квадрат вокруг своего центра
3. сдвинуть квадрат на 3 единицы
4. повернуть квадрат вокруг начала координат

    Теперь распишем вызовы соответствующих функций:

    glMatrixMode( GL_MODELVIEW );

    // вращение вокруг начала координат
    glRotatef( Angle , 0 , 0 , 1 );

    //сдвиг на 3 единицы
    glTranslatef( 3 , 0 , 0 );

    //вращение вокруг центра квадрата
    glRotatef( Angle++ , 0 , 0 , 1 );

    //масштабирование
    glScalef( Scale , Scale , 0 );

    Как видите, все согласно правилу.

    Вот пожалуй и все на сегодня, вроде все просто, однако если возникнут вопросы – пишите сами знаете куда )).

    ЗЫ исходные коды к данной статье прилагаются.

Семь раз отмерь

Подробности

Автор: gdever

Категория: Лирика

Опубликовано: 25 декабря 2011

Просмотров: 3033

Продолжая разговор про бестолковых людей.

У большинства людей вообще не принято думать перед тем как делать, потому что банальный вопрос "почему было сделано именно так?" неизменно ставит их в тупик. Нет они конечно начинают лепетать, что они мол думали что это сработает. Но ничего более конкретного. Я сам сравнительно недавно обзавёлся привычкой перед тем как сделать более менее важное действие подыскивать веские аргументы почему это надо сделать и почему это действие увенчается успехом. Один мой знакомый, надо сказать весьма преуспевающий и деловой, решил заработать продажей ссылок со свох сайтов. Ухнул кучу денег для создания нормальных (не говно-) сайтов и сел ждать фантастических доходов. Идея в общем-то здравая - заполучить источник пассивного дохода. Но когда он понял какого размера будет этот доход, он мягко говоря опечалился. Я, не скрою, сам размышлял над чем-то подобным, однако у меня все закончилось на этапе оценки стоимости одного сайта и периода, за который сайт окупится. Получив неудовлетворительные оценки и не потратив ни копейки, я успокоился и начал прорабатывать другие варианты зарабатывания денег.

Камера в OpenGL (на кватернионах).

Подробности

Автор: gdever

Категория: OpenGL

Опубликовано: 31 октября 2011

Просмотров: 9771

    Как вы наверное могли уже понять нам понадобятся кватернионы и классы для работы с DirectInput'ом (статьи по этим темам можно посмотреть на этом сайте в разделах Алгоритмы и DirectX->DirectInput8 соответственно). Поэтому приступим сразу к реализации камеры.

    Первым делом нам надо настроить сопособ проецирования (между ортогональной проекцией и перспективной мы ни минуты не сомневаясь выберем последнюю). Делается это так:

	//выбираем матрицу которую будем устанавливать
	glMatrixMode( GL_PROJECTION );
	//загружаем единичную матрицу
	glLoadIdentity();
	//устанавливаем перспективную проекцию с углом обзора в 60 градусов
	//ближней плоскостью отсечения на расстоянии 1 и дальней на расстоянии 1000
	//здесь же 1.33 – это отношение ширины экрана к высоте (800/600)
	gluPerspective( 60 , 1.33 , 1 , 1000 );

    Как вы видите мы здесь использовали функцию gluPerspective, которая как видно про префиксу «glu» является частью библиотеки утилит. Для того чтобы компиляция прошла без ошибок, вам надо будет подключить файл glu.h и либку glu32.lib. Например так:

#pragma		comment ( lib , "glu32.lib" )

    Реализация класса камеры.

class Camera{
public:
	Vector4	target , norm , eye;
	Camera( void ){}
	Camera( Vector4 e , Vector4 n , Vector4 t ){
		eye = e;
		norm = n;
		target = t;
	}

	//basik movement functions
	void    MoveLeft( void );
	void    MoveRight( void );
	void    MoveForward( void );
	void    MoveBackward( void );
	void	MoveUp( void );
	void	MoveDown( void );

	//input functions
	void	KeyboardInput( Keyboard & );
	void	MouseInput( Mouse & , int , int );

	//init functions
	void	ReInitCamera( void );
	void	InitCamera( Vector4 , Vector4 , Vector4 );

	//camera rotation functions
	void	SpinAlongY( float );//Y - norm
};

    Здесь поля target , norm , eye - это соответственно вектор направления взгляда, вектор вертикали вида, и координаты точки визирования. Для облегчения восприятия рекомендую обратить свой взор на рисунок:

    Теперь быстренько пробежимся по методам класса. «Быстренко» потому что они до безобразия простые.

void	Camera::MoveUp( void ){
	eye += CAM_VELOSITY * norm;
}

void	Camera::MoveDown( void ){
	eye -= CAM_VELOSITY * norm; 
}

void    Camera::MoveLeft( void ){ 
	eye += CAM_VELOSITY * ( norm * target );
}

void    Camera::MoveRight( void ){
	eye += CAM_VELOSITY * ( target * norm );
}

void    Camera::MoveForward( void ){
	eye += CAM_VELOSITY * target;
}

void    Camera::MoveBackward( void ){
	eye -= CAM_VELOSITY * target;
}

void	Camera::KeyboardInput( cKeyboard &Keyboard ){
	Keyboard.GetKeyboardState();

	if( Keyboard.GetButtonState( DIK_W ) )MoveForward();
	if( Keyboard.GetButtonState( DIK_S ) )MoveBackward();
	if( Keyboard.GetButtonState( DIK_A ) )MoveLeft();
	if( Keyboard.GetButtonState( DIK_D ) )MoveRight();

	ReInitCamera();
}

void	Camera::ReInitCamera( void ){
	glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
	glLoadIdentity();
	gluLookAt(	eye.x , eye.y , eye.z , 
		eye.x + target.x , eye.y + target.y , eye.z + target.z , 
		norm.x , norm.y , norm.z );
}

void	Camera::InitCamera( cVector4 EYE , cVector4 TARGET , cVector4 NORM ){
	eye	= EYE;
	target	= TARGET;
	norm	= NORM;

	ReInitCamera();
}

void	Camera::SpinAlongX( float Angle ){
	cQuaternion		ry;
	ry.fRy( Angle );
	target = ry * target;
}

void	Camera::MouseInput( cMouse &Mouse , int SCREEN_WIDTH , int SCREEN_HEIGHT ){
	float	x( Mouse.GetOffset( 0 ) );
	float	AngleX( ( ( float )  -x ) / 300 );
	SpinAlongX( AngleX );
	SetCursorPos( SCREEN_WIDTH / 2 , SCREEN_HEIGHT / 2 );
	ReInitCamera();
}

    Здесь CAM_VELOSITY – это некоторая константа, которая хранит скорость перемещения камеры. Далее:

	//сообщаем системе, что сейчас будем менять матрицу вида
	glMatrixMode( GL_MODELVIEW ); 
	glLoadIdentity();
	//передаем параметры положения камеры
	gluLookAt(	eye.x , eye.y , eye.z , 
		eye.x + target.x , eye.y + target.y , eye.z + target.z , 
		norm.x , norm.y , norm.z );

    Вот вроде и все. Просто да?

    Исходники можно скачать здесь.