好久都没有更新博客了,近期在研究OpenGL图形编程,写了一些有趣的程序,分享一下. 废话少说,開始吧.
球体作为主要的几何图形在游戏程序中应用广泛,当中最为人所知的是能够作为Sky Dome模拟天空,比起Sky Box来说更加仔细一些,即使加上别的特殊效果也不easy穿帮.
我们在中学的数学课上应该学过球体的參数方程
x = r * sin(angZ) * cos(angXY) y = r * sin(angZ) * sin(angXY) z = r * cos(angZ)
angZ是纵向夹角,angXY是横向夹角,r是半径. 想起来了吧,用这个方程能够表示球体表面上的点,对了用这个方程就可画出球体模型.
先让看一下须要定义哪些变量与函数:
#ifndef PI
#define PI 3.1415926//这个不用解释了
#endif
#ifndef PI2
#define PI2 6.2831853//2PI
#endif
class Sphere {
private:
GLuint* vboId;
GLuint vert,texcoord;
GLfloat* verts;//保存顶点与法向量的指针
GLfloat* texcoords;//保存纹理坐标的指针
int vertNum;
public:
Sphere(int m,int n);//m是纵向细分程度,n是横向细分程度
~Sphere();
void render();//渲染球体!
};当中构造函数里面的m与n分别表示纵向与横向的细分程度,值越大则球体看上去越精细. GLuint,GLfloat是OpenGL的变量类型,相当于C++中的unsigned int和float.
接着来看一下构造球体最基本的部分:
vertNum=m*n*4;//顶点总数
verts=new GLfloat[vertNum*3];//每一个顶点有xyz三个分量,因此*3
texcoords=new GLfloat[vertNum*2];//每一个顶点的纹理坐标有uv两个分量,因此*2
float stepAngZ=PI/m;//纵向角度每次添加的值
float stepAngXY=PI2/n;//横向角度每次添加的值
float angZ=0.0;//初始的纵向角度
float angXY=0.0;//初始的横向角度
int index=0;
int indexTex=0;
for(int i=0;i<m;i++) {
for(int j=0;j<n;j++) {
//构造一个顶点
float x1=sin(angZ)*cos(angXY);
float y1=sin(angZ)*sin(angXY);
float z1=cos(angZ);
verts[index]=x1; index++;
verts[index]=y1; index++;
verts[index]=z1; index++;
float v1=angZ/PI;
float u1=angXY/PI2;
texcoords[indexTex]=u1; indexTex++;
texcoords[indexTex]=v1; indexTex++;
float x2=sin(angZ+stepAngZ)*cos(angXY);
float y2=sin(angZ+stepAngZ)*sin(angXY);
float z2=cos(angZ+stepAngZ);
verts[index]=x2; index++;
verts[index]=y2; index++;
verts[index]=z2; index++;
float v2=(angZ+stepAngZ)/PI;
float u2=angXY/PI2;
texcoords[indexTex]=u2; indexTex++;
texcoords[indexTex]=v2; indexTex++;
float x3=sin(angZ+stepAngZ)*cos(angXY+stepAngXY);
float y3=sin(angZ+stepAngZ)*sin(angXY+stepAngXY);
float z3=cos(angZ+stepAngZ);
verts[index]=x3; index++;
verts[index]=y3; index++;
verts[index]=z3; index++;
float v3=(angZ+stepAngZ)/PI;
float u3=(angXY+stepAngXY)/PI2;
texcoords[indexTex]=u3; indexTex++;
texcoords[indexTex]=v3; indexTex++;
float x4=sin(angZ)*cos(angXY+stepAngXY);
float y4=sin(angZ)*sin(angXY+stepAngXY);
float z4=cos(angZ);
verts[index]=x4; index++;
verts[index]=y4; index++;
verts[index]=z4; index++;
float v4=angZ/PI;
float u4=(angXY+stepAngXY)/PI2;
texcoords[indexTex]=u4; indexTex++;
texcoords[indexTex]=v4; indexTex++;
angXY+=stepAngXY;
}
angXY=0.0;//每次横向到达2PI角度则横向角度归0
angZ+=stepAngZ;
}
明确了吧,p点上的法向量就是从原点到p点的向量,简单吧.
接着是纹理坐标的计算,既然横向夹角的范围是[0,2PI],纵向夹角的坐标是[0,PI],纹理坐标的范围是[0,1],那么把每一个顶点的横向与纵向的夹角相应的值按比例变到[0,1]就行计算出每一个顶点的纹理坐标了.
嗯, 既然顶点,法向量,纹理坐标都有了,那么把这些数据都提交到显存中去,然后渲染出图像吧.
嗯,结果就是这样. 圆吧?
以上结果使用OpenGL渲染,使用DirectX也可以实现同样的效果.