opengl: 如何实现三维点的跟随mouse 移动?

kingwang 2000-09-03 10:40:00
假设使用的投影函数是:
glFrustum();
3x
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gauss 2000-09-13
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用glu库中的glProject和glUnproject或者可以,关于这个函数的详细用法就不说了。
不管你用的是什么投影方式,OpenGL都帮你处理了。

假设你在用MFC,
以下是我的一个MDI曲面编辑程序中的片断,

功能是按下左键从一堆点中找到一个点

拖动鼠标的同时被选中点跟着移动(如果刚才你有选中的话),
注意这种移动只是有限制的,
在例子中是沿着z方向移动,

释放左键就做点结束的事情

已经把一些无关的内容略作删除
写得不好,有点笨,希望对你有用吧。

void CBSView::BeginGL()
{
wglMakeCurrent(m_pDC->GetSafeHdc(),m_hRC);
}

void CBSView::EndGL()
{
wglMakeCurrent(NULL,NULL);
}


//置模视和投影矩阵
void CBSView::PrepareModelAndProjection()
{
CRect ClientRect;
GetClientRect(ClientRect);

glViewport(0,0,ClientRect.Width(),ClientRect.Height());

GLdouble gldAspect = (GLdouble) ClientRect.Width()/ (GLdouble) ClientRect.Height();

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glPushMatrix();
glLoadIdentity();
gluLookAt(EyeX,EyeY,EyeZ,CenterX,CenterY,CenterZ,UpVectorX,UpVectorY,UpVectorZ);


glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glPushMatrix();
glLoadIdentity();
gluPerspective(30.0, gldAspect, 1.0, 10.0);

}

void CBSView::FinishModelAndProjection()
{
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glPopMatrix();

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glPopMatrix();
}


//找到那个点
void CBSView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
// TODO: Add your message handler code here and/or call default
bLeftDown=TRUE;
SetCapture();

CBSDoc* pDoc=(CBSDoc*)GetDocument();

double Project[16];
double ModelView[16];
int ViewPort[4];

BeginGL();
PrepareModelAndProjection();

glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX,Project);
glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX,ModelView);
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,ViewPort);


//Window坐标
double WinX;
double WinY;
double WinZ;
//WinZ的意义比较复杂,尤其是在透视方式的时候,我也不大清楚,看着办吧。

for(int i=0;i<=pDoc->N;i++){
for(int j=0;j<=pDoc->M;j++){
//逐点得到Window坐标再比较
if ( gluProject( pDoc->Points[i][j][0], pDoc->Points[i][j][1], pDoc->Points[i][j][2],
ModelView, Project, ViewPort,
&WinX , &WinY , &WinZ ) != GL_TRUE ){
TRACE("\n Point3dTo2d call gluProject failed ! " );
}
CRect ClientRect;
GetClientRect(ClientRect);
WinY=ClientRect.Height()-WinY;

if(abs(WinX-point.x)<=10 && abs(WinY-point.y)<=5){
//HitI和HitJ是找到点的索引
HitI=i;
HitJ=j;
bSelected=TRUE;
pDoc->bListBuilded=FALSE;
break;
}
}
}

FinishModelAndProjection();
EndGL();

CMDIGLPspView::OnLButtonDown(nFlags, point);
}


//一些无聊的事情
void CBSView::OnLButtonUp(UINT nFlags, CPoint point)
{
// TODO: Add your message handler code here and/or call default
CBSDoc* pDoc=(CBSDoc*)GetDocument();

ReleaseCapture();
bLeftDown=FALSE;
if(bSelected==TRUE){
bSelected=FALSE;
Invalidate(FALSE);
}

CMDIGLPspView::OnLButtonUp(nFlags, point);
}


void CBSView::OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point)
{
// TODO: Add your message handler code here and/or call default
CBSDoc* pDoc=(CBSDoc*)GetDocument();

if(bSelected==TRUE && bLeftDown){
BeginGL();

PrepareModelAndProjection();

double Project[16];
double ModelView[16];
int ViewPort[4];

glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX,Project);
glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX,ModelView);
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,ViewPort);

double WinX;
double WinY;
double WinZ;

//只想得到WinZ
if ( gluProject( pDoc->Points[HitI][HitJ][0], pDoc->Points[HitI][HitJ][1], pDoc->Points[HitI][HitJ][2],
ModelView, Project, ViewPort,
&WinX , &WinY , &WinZ ) != GL_TRUE ){

TRACE("\n call gluProject failed ! " );
}

CRect ClientRect;
GetClientRect(ClientRect);


//NewX和NewY是新的Window位置的值

double NewX=double(point.x);
double NewY=double(ClientRect.Height()-point.y);

double RealX;
double RealY;
double RealZ;

//得到新的实际坐标
if(gluUnProject(NewX,NewY,WinZ,ModelView,Project,ViewPort,&RealX,&RealY,&RealZ)!=GL_TRUE){
TRACE("\n call gluProject failed ! " );
};

//修改后重画就是了
pDoc->Points[HitI][HitJ][1]=RealY;


Invalidate(FALSE);


FinishModelAndProjection();
EndGL();
}
CMDIGLPspView::OnMouseMove(nFlags, point);
}
topdeveloper 2000-09-11
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使用枚举变量定义方向,通过鼠标位置移动的变化值返回方向枚举值,用case语句做模型方向或摄像机视点的变化。
变换,旋转,加速减速,星空背景 太阳,光晕 各行星纹理 #include #include #include #include #include #include #include #pragma comment(lib, "winmm.lib") #pragma comment(lib,"wininet") // 纹理图像结构 typedef struct { int imgWidth; // 纹理宽度 int imgHeight; // 纹理高度 unsigned char byteCount; // 每个象素对应的字节数,3:24位图,4:带alpha通道的24位图 unsigned char *data; // 纹理数据 }TEXTUREIMAGE; // BMP文件头 #pragma pack(2) typedef struct { unsigned short bfType; // 文件类型 unsigned long bfSize; // 文件大小 unsigned short bfReserved1; // 保留位 unsigned short bfReserved2; // 保留位 unsigned long bfOffBits; // 数据偏移位置 }BMPFILEHEADER; #pragma pack() // BMP信息头 typedef struct { unsigned long biSize; // 此结构大小 long biWidth; // 图像宽度 long biHeight; // 图像高度 unsigned short biPlanes; // 调色板数量 unsigned short biBitCount; // 每个象素对应的位数,24:24位图,32:带alpha通道的24位图 unsigned long biCompression; // 压缩 unsigned long biSizeImage; // 图像大小 long biXPelsPerMeter;// 横向分辨率 long biYPelsPerMeter;// 纵向分辨率 unsigned long biClrUsed; // 颜色使用数 unsigned long biClrImportant; // 重要颜色数 }BMPINFOHEADER; // 定义窗口的标题、宽度、高度、全屏布尔变量 #define WIN_TITLE "模拟太阳系各星球的转动" const int WIN_WIDTH = 800; const int WIN_HEIGHT = 600; BOOL isFullScreen = FALSE; // 初始不为全屏 #define DEG_TO_RAD 0.017453 float angle=0.0; static GLdouble viewer[]= {0,0,0,0,0}; // 初始化视角 GLUquadricObj *quadric; // 建立二次曲面对象 GLfloat angle_Z; // 星空旋转角度 bool g_bOrbitOn = true; // 控制转动暂停 float g_fSpeedmodifier = 1.0f; // 时间控制 float g_fElpasedTime; double g_dCurrentTime; double g_dLastTime; GLfloat LightAmbient[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f }; // 环境光参数 GLfloat LightDiffuse[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f }; // 漫射光参数 GLfloat LightPosition[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; // 光源的位置 // 纹理图象 TEXTUREIMAGE skyImg; TEXTUREIMAGE sunImg; TEXTUREIMAGE rayImg; TEXTUREIMAGE mercuImg; TEXTUREIMAGE venusImg; TEXTUREIMAGE earthImg; TEXTUREIMAGE marsImg; TEXTUREIMAGE jupiterImg; TEXTUREIMAGE saturnImg; TEXTUREIMAGE uranusImg; TEXTUREIMAGE neptuneImg; TEXTUREIMAGE moonImg; GLuint texture[12]; // 纹理数组 // 星球速度定义 static float fSunSpin = 0.0f; // 太阳自转速度 static float fMercuSpin = 0.0f; // 水星自转速度 static float fMercuOrbit = 0.0f; // 水星公转速度 static float fVenusSpin = 0.0f; // 金星自转速度 static float fVenusOrbit = 0.0f; // 金星公转速度 static float fEarthSpin = 0.0f; // 地球自转速度 static float fEarthOrbit = 0.0f; // 地球公转速度 static float fMarsSpin = 0.0f; // 火星自转速度 static float fMarsOrbit = 0.0f; // 火星公转速度 static float fJupiterSpin = 0.0f; // 木星自转速度 static float fJupiterOrbit = 0.0f; // 木星公转速度 static float fSaturnSpin = 0.0f; // 土星自转速度 static float fSaturnOrbit = 0.0f; // 土星公转速度 static float fUranusSpin = 0.0f; // 天王星自转速度 static float fUranusOrbit = 0.0f; // 天王星公转速度 static float fNeptuneSpin = 0.0f; // 海王星自转速度 static float fNeptuneOrbit = 0.0f; // 海王星公转速度 static float fMoonSpin = 0.0f; // 月亮自转速度 static float fMoonOrbit = 0.0f; // 月亮公转速度 void MakeTexture(TEXTUREIMAGE textureImg, GLuint * texName) //转换为纹理 { glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1); //对齐像素字节函数 glGenTextures(1,texName); //第一个参数指定表明获取多少个连续的纹理标识符 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D , *texName); glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT); glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT); glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR); glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR); glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, textureImg.imgWidth,textureImg.imgHeight, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, textureImg.data); } // 初始化OpenGL void InitGL(void) { glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f); //设置黑色背景 glClearDepth(2.0f); // 设置深度缓存 glEnable(GL_DEPTH_TEST); //启动深度测试 glDepthFunc(GL_LEQUAL); //深度小或相等的时候渲染 glShadeModel(GL_SMOOTH); //启动阴影平滑 glEnable(GL_CULL_FACE); //开启剔除操作效果 glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST); //使用质量最好的模式指定颜色和纹理坐标的插值质量 glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, LightAmbient); // 设置环境光 glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, LightDiffuse); // 设置漫反射光 glEnable(GL_LIGHTING); // 打开光照 glEnable(GL_LIGHT1); // 打开光源1 // 载入纹理 glEnable(GL_TEXTURE_2D); // 开启2D纹理映射 MakeTexture(skyImg, &texture;[0]); MakeTexture(sunImg, &texture;[1]); MakeTexture(rayImg, &texture;[2]); MakeTexture(mercuImg, &texture;[3]); MakeTexture(venusImg, &texture;[4]); MakeTexture(earthImg, &texture;[5]); MakeTexture(marsImg, &texture;[6]); MakeTexture(jupiterImg, &texture;[7]); MakeTexture(saturnImg, &texture;[8]); MakeTexture(uranusImg, &texture;[9]); MakeTexture(neptuneImg, &texture;[10]); MakeTexture(moonImg, &texture;[11]); quadric = gluNewQuadric(); // 建立一个曲面对象指针 gluQuadricTexture(quadric, GLU_TRUE); // 建立纹理坐标 gluQuadricDrawStyle(quadric, GLU_FILL); // 面填充 } void Display(void) { glLoadIdentity(); // 设置观察的位置和观察的方向 gluLookAt(viewer[0],viewer[1],viewer[2],viewer[3],viewer[4],-5,0,1,0); //摄像机x,摄像机y,摄像机z, 目标x,目标y,目标z, 摄像机顶朝向x,摄像机顶朝向y,摄像机顶朝向z // 获得系统时间使太阳系有动态效果 g_dCurrentTime = timeGetTime(); g_fElpasedTime = (float)((g_dCurrentTime - g_dLastTime) * 0.0005); g_dLastTime = g_dCurrentTime; glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glMatrixMode( GL_MODELVIEW ); //指定GL_MODELVIEW是下一个矩阵操作的目标 glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f); // 将坐标系移入屏幕5.0f glRotatef(10, 1.0f ,0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕x轴旋转10度 glEnable(GL_LIGHT0); // 打开光源0 /**********************************绘制背景星空********************************************/ glPushMatrix (); // 当前模型矩阵入栈 glTranslatef(-10.0f, 3.0f, 0.0f); glRotatef(angle_Z, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glEnable(GL_TEXTURE_2D); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]); // 星空纹理 glBegin(GL_QUADS); glNormal3f( 0.0f, 0.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-50.0f, -50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 0.0f); glVertex3f( 50.0f, -50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 6.0f); glVertex3f( 50.0f, 50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 6.0f); glVertex3f(-50.0f, 50.0f, -50.0f); glEnd(); glBegin(GL_QUADS); glNormal3f( 0.0f, 0.0f, -1.0f); glTexCoord2f(6.0f, 6.0f); glVertex3f(-50.0f, -50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 6.0f); glVertex3f( 50.0f, -50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 50.0f, 50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 0.0f); glVertex3f(-50.0f, 50.0f, 50.0f); glEnd(); glBegin(GL_QUADS); glNormal3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-50.0f, -50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 6.0f); glVertex3f( 50.0f, -50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 0.0f); glVertex3f( 50.0f, -50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 6.0f); glVertex3f(-50.0f, -50.0f, 50.0f); glEnd(); glBegin(GL_QUADS); glNormal3f( 0.0f, -1.0f, 0.0f); glTexCoord2f(6.0f, 6.0f); glVertex3f(-50.0f, 50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 50.0f, 50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 6.0f); glVertex3f( 50.0f, 50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 0.0f); glVertex3f(-50.0f, 50.0f, 50.0f); glEnd(); glBegin(GL_QUADS); glNormal3f( 1.0f, 0.0f, 0.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-50.0f, -50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 6.0f); glVertex3f(-50.0f, 50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 6.0f); glVertex3f(-50.0f, -50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 0.0f); glVertex3f(-50.0f, 50.0f, -50.0f); glEnd(); glBegin(GL_QUADS); glNormal3f( -1.0f, 0.0f, 0.0f); glTexCoord2f(6.0f, 6.0f); glVertex3f(50.0f, -50.0f, -50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(50.0f, 50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(6.0f, 0.0f); glVertex3f(50.0f, -50.0f, 50.0f); glTexCoord2f(0.0f, 6.0f); glVertex3f(50.0f, 50.0f, -50.0f); glEnd(); glPopMatrix (); // 当前模型矩阵出栈 /**********************************绘制太阳************************************************/ glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[2]); // 光晕纹理 glEnable(GL_BLEND); // 开启混合 glDisable(GL_DEPTH_TEST); // 关闭深度测试 // 绘制太阳光晕 glDisable(GL_LIGHTING); // 关闭光照 glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE); // 半透明混合函数 glColor4f(1.0f, 0.5f, 0.0f, 0.5f); // 设置RGBA值 glBegin(GL_QUADS); glNormal3f( 0.0f, 0.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 0.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 0.0f); glEnd(); glDisable(GL_BLEND); // 关闭混合 glEnable(GL_DEPTH_TEST); glEnable(GL_LIGHTING); // 开启光照 glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, LightPosition); // 设置光源1位置 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[1]); // 太阳纹理 // 将坐标系绕Y轴旋转fSunSpin角度,控制太阳自转 glRotatef(fSunSpin,0.0,1.0,0.0); gluSphere(quadric, 0.3f, 32, 32); // 绘制太阳球体 /**********************************绘制水星************************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fMercuOrbit角度,控制水星公转 glRotatef(fMercuOrbit, 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(0.5f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移0.5f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[3]); // 水星纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fMercuSpin角度 控制水星自转 glRotatef(fMercuSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.04f, 32, 32); // 水星球体 glPopMatrix (); // 当前模型视图矩阵出栈 // 绘制轨道 glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(0.5f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,0.5f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制金星************************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fVenusOrbit角度,控制金星公转 glRotatef(fVenusOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);// 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(0.8f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移0.8f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[4]); // 金星纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fVenusSpin角度,控制金星自转 glRotatef(fVenusSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.06f, 32, 32); // 金星球体 glPopMatrix (); glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(0.8f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,0.8f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制地球************************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fEarthOrbit角度,控制地球公转 glRotatef(fEarthOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);// 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(1.1f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移1.1f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[5]); // 地球纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fEarthSpin角度,控制地球自转 glRotatef(fEarthSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.08f, 32, 32); // 地球球体 glPopMatrix (); glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(1.1f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,1.1f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制火星************************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fMarsOrbit角度,控制火星公转 glRotatef(fMarsOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(1.4f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移1.4f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[6]); // 火星纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fMarsSpin角度,控制火星自转 glRotatef(fMarsSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.04f, 32, 32); // 火星球体 glPopMatrix (); glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(1.4f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,1.4f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制木星************************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fJupiterOrbit角度,控制木星公转 glRotatef(fJupiterOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(1.7f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移1.7f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[7]); // 木星纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fJupiterSpin角度,控制木星自转 glRotatef(fJupiterSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.13f, 32, 32); // 木星球体 glPopMatrix (); glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(1.7f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,1.7f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制土星************************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fSaturnOrbit角度,控制土星公转 glRotatef(fSaturnOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(1.9f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移1.9f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[8]); // 土星纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fSaturnSpin角度,控制土星自转 glRotatef(fSaturnSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.1f, 32, 32); // 土星球体 glPopMatrix (); glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(1.9f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,1.9f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制天王星**********************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fUranusOrbit角度,控制天王星公转 glRotatef(fUranusOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(2.1f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移2.1f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[9]); // 天王星纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fUranusSpin角度,控制天王星自转 glRotatef(fUranusSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.1f, 32, 32); // 天王星球体 glPopMatrix (); glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(2.1f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,2.1f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制海王星**********************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // 开启纹理 glPushMatrix (); // 当前模型视图矩阵入栈 // 将坐标系绕Y轴旋转fNeptuneOrbit角度,控制海王星公转 glRotatef(fNeptuneOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glRotatef(-90.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕X轴旋转-90度 glTranslatef(2.3f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移2.3f glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[10]); // 海王星纹理 // 将坐标系绕Z轴旋转fNeptuneSpin角度,控制海王星自转 glRotatef(fNeptuneSpin , 0.0f, 0.0f, 1.0f); gluSphere(quadric, 0.08f, 32, 32); // 海王星球体 glPopMatrix (); glBegin(GL_LINE_LOOP); for(angle=0;angle<=360;angle++) glVertex3f(2.3f*sin(DEG_TO_RAD*angle),0,2.3f*cos(DEG_TO_RAD*angle)); glEnd(); /**********************************绘制月亮************************************************/ glDisable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_TEXTURE_2D ); // glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[11]); // 月亮纹理 glPushMatrix (); // 将坐标系绕Y轴旋转fEarthOrbit角度,控制月亮跟随地球 glRotatef(fEarthOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glTranslatef(1.1f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系右移1.1f // 将坐标系绕Y轴旋转fMoonOrbit角度,控制月亮公转 glRotatef(fMoonOrbit , 0.0f, 1.0f, 0.0f); glTranslatef(0.15f, 0.0f, 0.0f); // 将坐标系绕Y轴旋转fMoonSpin角度,控制月亮自转 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[11]); glRotatef(fMoonSpin , 0.0f, 1.0f, 0.0f); gluSphere(quadric, 0.02, 32, 32); // 月亮球体 glPopMatrix (); // 控制各星球转动的速度 if( g_bOrbitOn == true ) { fSunSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 10.0f); fMercuSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 15.0f); fMercuOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 40.0f); fVenusSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 10.0f); fVenusOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 30.0f); fEarthSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 100.0f); fEarthOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 20.0f); fMarsSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 30.0f); fMarsOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 50.0f); fJupiterSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 90.0f); fJupiterOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 35.0f); fSaturnSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 90.0f); fSaturnOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 25.0f); fUranusSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 70.0f); fUranusOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 15.0f); fNeptuneSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 40.0f); fNeptuneOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 5.0f); fMoonSpin -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 50.0f); fMoonOrbit -= g_fSpeedmodifier * (g_fElpasedTime * 200.0f); } angle_Z += 0.01f; // 星空旋转 glutSwapBuffers(); // 交换双缓存 glFlush(); } void Reshape(int width, int height) { if (height==0) height=1; // 改变窗口 glViewport(0,0,width,height); // 设置视口 // 设置投影矩阵 glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluPerspective(45.0f,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1f,100.0f); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt(viewer[0],viewer[1],viewer[2],viewer[3],viewer[4],-5,0,1,0); } void keyboard(unsigned char key, int x, int y) { switch(key) { case 'r': case 'R': // 视上下左右移动 if(viewer[0]=-6.0) viewer[0]-=0.5; break; case 'u': case 'U': if(viewer[1]=-6.0) viewer[1]-=0.1; break; case'+': case '=': // 加速,减速,暂停 g_fSpeedmodifier+=1.0f; glutPostRedisplay(); break; case ' ': g_bOrbitOn = !g_bOrbitOn; glutPostRedisplay(); break; case'-': //按'-'减小运行速度 g_fSpeedmodifier-=1.0f; glutPostRedisplay(); break; case VK_ESCAPE: // 按ESC键时退出 exit(0); break; default: break; } } void special_keys(int s_keys, int x, int y) { switch(s_keys) { case GLUT_KEY_F1: // 按F1键时切换窗口/全屏模式 if(isFullScreen) { glutReshapeWindow(WIN_WIDTH, WIN_HEIGHT); glutPositionWindow(30, 30); isFullScreen = FALSE; } else { glutFullScreen(); isFullScreen = TRUE; } break; case GLUT_KEY_RIGHT: // 视角上下左右旋转 if(viewer[3]=-3.0) viewer[3]-=0.1; break; case GLUT_KEY_UP: if(viewer[4]=-4.5) viewer[4]-=0.1; break; default: break; } } void mouse(int btn, int state, int x, int y) // 远近视角 { if(btn==GLUT_RIGHT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) viewer[2]+=0.3; if(btn==GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN&&viewer;[2]>=-3.9) viewer[2]-=0.3; } void LoadBmp(char *filename, TEXTUREIMAGE *textureImg) // 载入图片 { int i, j; FILE *file; BMPFILEHEADER bmpFile; BMPINFOHEADER bmpInfo; int pixel_size; // 初始化纹理数据 textureImg->imgWidth = 0; textureImg->imgHeight = 0; if (textureImg->data != NULL) { delete []textureImg->data; } // 打开文件 file = fopen(filename, "rb"); if (file == NULL) { return; } // 获取文件头 rewind(file); fread(&bmpFile;, sizeof(BMPFILEHEADER), 1, file); fread(&bmpInfo;, sizeof(BMPINFOHEADER), 1, file); // 验证文件类型 if (bmpFile.bfType != 0x4D42) { return; } // 获取图像色彩数 pixel_size = bmpInfo.biBitCount >> 3; // 读取文件数据 textureImg->data = new unsigned char[bmpInfo.biWidth * bmpInfo.biHeight * pixel_size]; for(i = 0 ; i < bmpInfo.biHeight; i++) { fseek(file, bmpFile.bfOffBits + (bmpInfo.biHeight - i - 1) * bmpInfo.biWidth * pixel_size, SEEK_SET); for (j = 0; j data + (i * bmpInfo.biWidth + j) * pixel_size + 2, sizeof(unsigned char), 1, file); // 绿色分量 fread(textureImg->data + (i * bmpInfo.biWidth + j) * pixel_size + 1, sizeof(unsigned char), 1, file); // 蓝色分量 fread(textureImg->data + (i * bmpInfo.biWidth + j) * pixel_size + 0, sizeof(unsigned char), 1, file); // Alpha分量 if (pixel_size == 4) { fread(textureImg->data + (i * bmpInfo.biWidth + j) * pixel_size + 3, sizeof(unsigned char), 1, file); } } } // 记录图像相关参数 textureImg->imgWidth = bmpInfo.biWidth; textureImg->imgHeight = bmpInfo.biHeight; textureImg->byteCount = pixel_size; fclose(file); } // 程序主函数 void main(int argc, char** argv) { //读图片 LoadBmp("Picture//Sky.bmp" , &skyImg;); LoadBmp("Picture//Sun.bmp" , &sunImg;); LoadBmp("Picture//Ray.bmp" , &rayImg;); LoadBmp("Picture//Mercu.bmp" , &mercuImg;); LoadBmp("Picture//Venus.bmp" , &venusImg;); //金星 LoadBmp("Picture//Earth.bmp" , &earthImg;); LoadBmp("Picture//Mars.bmp" , &marsImg;); //火星 LoadBmp("Picture//Jupiter.bmp" , &jupiterImg;); //木星 LoadBmp("Picture//Saturn.bmp" , &saturnImg;); //土星 LoadBmp("Picture//Uranus.bmp" , &uranusImg;); //天王星 LoadBmp("Picture//Neptune.bmp" , &neptuneImg;); //海王星 LoadBmp("Picture//Moon.bmp" , &moonImg;); glutInit(&argc;, argv); // 初始化GLUT库 glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH); // 初始化显示模式 glutInitWindowSize(WIN_WIDTH, WIN_HEIGHT); // 初始化窗口大小 glutInitWindowPosition(20,20); // 初始化窗口位置 GLuint window = glutCreateWindow(WIN_TITLE); // 建立窗口 InitGL(); // 初始化OpenGL glutDisplayFunc(Display); glutReshapeFunc(Reshape); glutKeyboardFunc(keyboard); glutSpecialFunc(special_keys); glutMouseFunc(mouse); glutIdleFunc(Display); // 设置窗口空闲时的处理函数 glutMainLoop(); // 进入事件处理循环 }
 OpenGL-自主高性能三维GIS平台架构与实现/第二季:实现三维GIS球体+ 高程数据章节名称DEM基础1DEM基础知识1.介绍基本的DEM知识2.什么是DEM,作用是什么2DEM数据1.如何获取/ 传统测量/激光扫描/无人机测量/ 云数据/ 倾斜摄影2.如何使用/局部小规模(栅格数据,图片/tif),3. 组织方式4. 根据使用目的不同,介绍多种优化方法3DEM图层的实现原理14DEM数据结构定义struct  V3U3N4顶数据的生成和计算WGS84投影计算5wgs84 投影球体被切成一个个小圆弧,一共60个投影带,分别为01,02.........60WGS的最新版本为WGS 84(也称作WGS 1984、EPSG:4326),1984年定义、最后修订于2004年。接口定义坐标转换Wgs84 数据加载6瓦片编号计算生成算法1. 经纬度到大地坐标的转换2.大地坐标到经纬度坐标转换3. 根据经纬度获取瓦片编号框架重构7智能指针重构框架1. 基类定义(所有的类继承自基类),基类派生自 std::enbale_shared_from_this2. 实现智能指针的动态转换接口3. 实现向下转换4. 已有的类实现全部使用智能指针重构5. 任务系统(多线程加载任务)8引入图层(Layer)1. 介绍图层的概念以及重要性2. 图层类实现3. 修改框架(使用图层的方式重构框架)9Layer-bug排查(绘制过程中出现错位,偶发)1. 框架重构后遇到问题(绘制结果错误)2. 瓦片索引方式发生变化,多线程中引起内存问题3. 修改索引方式,解决绘制偶发错误问题10引入数据源(TileSource)1. 数据源的作用与设计目的2. 当前存在的问题,数据调度中存在问题3. 数据源(TileSource)类实现11数据格式管理(FormatMgr)1. 数据格式管理(FormatMgr) 提出的目的,需要解决的问题2. CELLFormat基类接口抽象3. 实现几个标准格式类4. 修改框架流程,使用FormatMgr重构流程5. 扩展支持,后续支持任务格式数据加入系统12Task(任务)优化1. 任务中低耦合数据结构,目的是让Task更加的通用2. 修改任务读取代码与任务处理代码,完善处理流程DEM高程13DEM-数字高程定义1. 什么是数字化高程数据2. 当下GIS系统中有哪些常见的高程格式3. 课程体体系中使用的哪种格式4. 高程类定义以及实现,并加入到FormatMgr 管理系统中14高程瓦片数据读取1. 介绍GIS系统相关的工具(在数据转换)数据生成方面可以解决大量时间2. 自定义高程瓦片格式说明3. 自定义高程格式文件解析,并以智能对象的方式引入到系统中4. 完善框架代码,适配高程数据15高程瓦片文件的读取1. 实现基本的读取算法2. 增加格式化组件,并加入到系统中3. 配置高程图层以及高程数据源,并加载数据,验证数据正确性16瓦片数据结构重构1.顶生成2.UV坐标计算3.面数据生成17DEM重构绘制流程1. 修改绘制数据结构,去除无用字段2. 增加Mesh类,实现光栅数据转换成三角面数据,计算UV数据,提炼接口3. 修改系统调度,实现数据,UV数据,以及面数据的生成与更新4. 按需更新数据,而不是每一帧更新18DEM-数据精度问题(CPU)1. 因为瓦片数据使用大地坐标作为系统输入,造成瓦片坐标很大,单浮数据精度不够2. 使用局部坐标的方式解决单浮精度问题3. 调整相机参数,解决投影矩阵数据计算深度精度问题4. 修改绘制shader 实现对瓦片数据的绘制19DEM-数据精度问题(LogDepth)1. 使用对数深度(log depth )算法在GPU中 计算解决单浮经纬计算问题2. 修改shader ,增加对(logDepth)算法支持3. 修改C++端代码,实现对shader数据的输入20DEM-数据结构优化1.当下使用CPU端数据通过接口的方式传递给GPU,速度慢2. 使用Instance 方式降低Vertex Buffer 的大小,优化渲染系统21DEM-GPU缓冲区优化1. 使用Vertex Buffer Object / Index Buffer Object  / Instance  方式优化渲染系统2. 修改绘制接口,使用DrawElementsInstanceBaseInstance方式提升系统性能内存池与对象池22瓦片生成优化/对象池1. 相机移动过程中会频繁的建立与释放瓦片,对CPU有较大的消耗2. 引入内存池,避免频繁的内存申请与释放,降低CPU时间3. 改造智能指针对象,对象释放通知到内存管理,回收对象内存23改造任务系统支持对象池1. 任务系统是一个公用模块,被多个模块使用,避免频繁的内存操作,引起的内存碎片2. 实现对象池,并应用到任务模块法线计算24法线计算1. 修改现有顶结构,增加法线支持2. 修改shader,增加法线顶输入,使用平行光光照模型3. 修改绘制流程,支持光照计算,使用探照灯作为光源输入25顶法线计算/共享法线计算1. 增加数据结构保存顶数据被多个面共享的次数2. 计算面法线,并累加到顶法线中3. 根据顶被面共享的次数做平均法线计算4. 修改流程,按需更新法线数据26法线数据压缩1. 法线数据使用3 * float 数据存储,大大的增加了系统的数据2. 实现算法,将3 * float 数据压缩成4字节数据3. 改造绘制代码,支持压缩数据输入27GPU中计算产生法线数据(去掉CPU中计算)1. 引擎支持 Geometry Shader 阶段2. 编写 Geometry Shader,实现法线计算系统功能优化28重构CPU拾取流程1. 当下的拾取流程,只支撑二维数据拾取,无法准群的拾取三维数据2. Terrain中增加拾取接口,输入射线,输出拾取到顶数据29绘制拾取结果1. 增加一个绘制的方法,实现绘制代码2. 修改shader,增加logdepth3. 调试代码,花费了很多时间排查错误,最总排查到是因为uniform参数笔误写错造成。30任务系统完善,避免任务队列无线膨胀1. 任务系统中,没有限制队列的大小,生产者的能力远大于消费者的能力,造成任务队列膨胀2. 处理办法,限制生产者的生产能力,而不是限制任务队列大小(这种方式会造成业务逻辑异常复杂)3. 使用sleep休眠方式(这种方式是严重错误的)31如何避免瓦片数据抖动1. 产生瓦片抖动的原因 ? 分裂算法与回退算法中间没有过度2. 引入过度流程,避免内存抖动,参数因子是一个重要的数据,需要谨慎使用3. 有必要结合瓦片自身数据动态计算参数因子32瓦片数据管理-fepk文件格式支持-全球数据加载1. 支持fepk文件格式,增加fepk读取组件,适配fepk文件2. fepk管理数据方式:一般情况选择全球前10级别作为基础级别,因数据量不大(1G)左右,后续以8级作为基础级别,全球19级别数据被划分为 2^8 * 2^7(512 * 256)个块。每个块中包含了256 * 256 张小瓦片33fepk高程数据读取 34高程分裂处理当瓦片没有高程数据,那么子节以及其他后代节该如何共享父节的数据35lesson-734-高程瓦片分裂处理(2)-算法实现高程数据分裂算法实现实现对高程数据的切分,并对特殊数据进行处理36高程瓦片分裂处理(3)-问题排查 37高程瓦片分裂处理(4)-(后代节更新问题)当一个瓦片高程数据更新后,他的儿子节,孙子节...该如何处理?38瓦片视锥裁剪错误高程数据更新后,没有技术计算瓦片包围盒信息,造成包围盒错误,进而引视锥计算错误39http支持1.引入三方库 Libcurl2.http类封装,支持http读取数据40fepk.server使用 生成三维地球41改造四叉树-统一使用经纬度输入42地形网络生成算法重构 43引入球体坐标系 44使用球体坐标改造瓦片 45多图层(加载标签数据) 课时截图:镜头拉近后,显示细节数据加载矢量SHP国界线数据:加载矢量三维白膜数据截图高程数据加载云数据 加载倾斜摄影数据 

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