Класс точки в 3D

С каждой вершиной, как вы помните, связано множество параметров, определяющих качество изображения OpenGL. Мы остановимся на наборе из трех величин: координаты вершины, вектор нормали и цвет. Как вектор нормали, так и координата точки могут быть заданы с помощью объекта одного и того же типа (три вещественных переменных x, y, z). Поэтому создайте класс Point3D, инкапсулирующий функциональность точки трехмерного пространства. Ради бога обойдитесь без h-файла. Код класса должен быть минимален. Вставьте его в начало cpp-файла. Класс должен иметь:

¨ 3 переменных (x, y, z) типа float (Внимание, тип float вдвое экономит память),

¨ 2 конструктора: default и с 3-мя параметрами типа double (этот тип удобен при задании констант),

¨ операцию приращения (operator +=).

Имея в своем распоряжении такой класс, мы можем создать еще один тип данных — структуру, поля которой объединяют все величины, связанные с вершиной треугольника. Массив данных такого типа будет хранить информацию обо всех вершинах изображения и при этом не будет повторений.

struct VERT // Данные о вершине геометрического примитива

{

Point3D v, n; // Координаты вершины и нормали

DWORD c; // Цвет вершины

};

Введите эту декларацию после кода Point3D. Как было отмечено, функция glDrawElements в качестве параметра требует задать массив индексов вершин. В соответствии с ним вершины треугольников будут выбираться из общего массива. Порядок следования индексов зависит от порядка обхода вершин при задании треугольников. Как вы помните, он должен быть CCW — против часовой стрелки, если смотреть на примитив с конца внешней нормали. В этом случае знак нормали соответствует формулам векторной алгебры, которые мы уже рассматривали. Будет удобно, если мы сначала создадим структуру, которая объединяет три индекса вершин одного треугольника. Тогда массив структур такого типа сможет играть роль массива индексов, требуемого функцией glDrawElements. Введите следующее описание в продолжение файла.

struct TRIA // Индексы трех вершин треугольника, выбираемых из массива вершин типа VERT

{

int i1, i2, i3; // Порядок обхода — против часовой стрелки

};

Анимация сферы

Далее нам понадобятся две глобальные переменные типа Point3D, с помощью которых мы будем производить анимацию изображения. Анимация, а также два цвета, попеременно используемые при задании вершин треугольников, позволят более реалистично передать трехмерный характер изображения. Наибольший вклад в это качество, конечно, будет внесен освещением подвижного объекта. При создании программы обойдемся одним файлом, поэтому новые объявления продолжайте вставлять в конец файла Sphere.cpp.

Point3D gSpin, gShift; // Вектор углов вращения вокруг трех осей и вектор случайной девиации вектора gSpin

При каждой смене буферов (перерисовке изображения) будем вращать изображение сферы вокруг всех трех осей на некоторый векторный квант gSpin. Для того чтобы вращение было менее однообразным, введем элемент случайности. Функция Rand, приведенная ниже, возвращает псевдослучайное число в диапазоне от –x до +x. Мы будем пользоваться этим числом при вычислении компонентов вектора gShift. Последний, воздействуя на вектор gSpin, будет определять новые значения трех углов вращения. Функция glRotate использует gSpin для задания очередной позиции сферы.

inline double Rand(double x) //Случайное число в диапазоне (-x, x)

{

return x - (x + x) * rand() / RAND_MAX;

}

Учитывая сказанное, можно создать такой алгоритм перерисовки:

void OnPaint()

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // Сейчас текущей является матрица моделирования

glLoadIdentity();

//=== Сдвигаем точку наблюдения, отодвигаясь от центра сцены в направлении оси z на 8 единиц

gluLookAt(0, 0, 8, 0, 0, 0, 0, 1, 0);

 

glRotated (gSpin.x, 1., 0, 0.); // Учет вращения

glRotated(gSpin.y, 0., 1., 0.);

glRotated(gSpin.z, 0., 0., 1.);

 

glCallList(1); // Вызов списка рисующих команд

gSpin += gShift; // Подготовка следующей позиции сферы

glutSwapBuffers(); // Смена буферов

}