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問題


スクリーンサイズとカメラの位置を次のように設定する。

スクリーンサイズ(左、右、下、上)=(-1,1,-1,1)
カメラ位置=(0,0,5)
焦点距離 3

この条件で物体を描画すると、スクリーンのどの位置に描画されるのかを求めよ。


その他条件:
 次の三点で決まるポリゴンを描画
 A(0,1,0),
 B(-0.5, -0.5,0),
 C(0.5, -0.5,-1) →C点がスクリーンのどこに描画されるのかを計算し、スクリーンに点をうつ。
 
 確認のためにカメラ位置とC点を結ぶ線分を描画する。
 マウスで視点を変更できる。
 カメラは(0,0,0)を見ている


 →回転とスクリーンの座標

答え


#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <GL/glut.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/gl.h>

using namespace std;

/***********[データ構造の定義]*****************/
struct _CAMERA
{
double eye_x,eye_y,eye_z;
double obj_x,obj_y,obj_z;
double up_x,up_y,up_z;
double focus;
double far;
double LENGTH; //原点からの距離
};
typedef struct _CAMERA CAMERA;
CAMERA cam={0,0,5,0,0,0,0,1,0,3,20,0};


struct _SCREEN
{
double x,y,z;
};
typedef struct _SCREEN SCREEN;
SCREEN Screen;





/**********[プロトタイプ宣言]********************************/
void display();
void reshape(int w, int h);
void myMouseFunc(int button,int state,int x,int y);
void myMouseMotion(int x,int y);


inline void DRAW_XYZ();
inline void DRAW_TRI();
inline void DRAW_SQU();
inline void CHECK_STATUS();



/***********[OpenGLの初期設定]******************/
inline void GLUT_INIT()
{
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA| GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(200,200);
}

inline void GLUT_CALL_FUNC()
{
glutDisplayFunc(display);
glutReshapeFunc(reshape);

glutMouseFunc(myMouseFunc);
glutMotionFunc(myMouseMotion);
}


double a[3]={0,1,0};
double b[3]={-0.5, -0.5,0};
double c[3]={0.5, -0.5,-1};
inline void MY_INIT()
{
glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
glEnable(GL_BLEND);

/** 座標の計算 **/
cam.LENGTH = sqrt(cam.eye_x*cam.eye_x + cam.eye_y*cam.eye_y + cam.eye_z*cam.eye_z);
Screen.x = (cam.focus*c[0])/(cam.LENGTH-c[2]);
Screen.y = (cam.focus * c[1])/(cam.LENGTH-c[2]);
Screen.z = cam.LENGTH - cam.focus;

printf("coordinate:(x,y,z)=(%f,%f,%f)\n",Screen.x,Screen.y,Screen.z);

}


int main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc,argv);
GLUT_INIT();
glutCreateWindow("window name");
GLUT_CALL_FUNC();
MY_INIT();
glutMainLoop();

return 0;
}

/********[ここからコールバック]****************************************/

double xAngle = 0.0, yAngle = 0.0;
double xAngle2 = 0.0, yAngle2 = 0.0;

void display()
{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();

glRotated(xAngle2,1,0,0);
glRotated(yAngle2,0,1,0);

gluLookAt(cam.eye_x, cam.eye_y ,cam.eye_z, cam.obj_x, cam.obj_y, cam.obj_z, cam.up_x, cam.up_y, cam.up_z);

glRotated(xAngle,1,0,0);
glRotated(yAngle,0,1,0);


DRAW_SQU();

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

DRAW_XYZ();

glPushMatrix();
glColor3d(1,1,0);
DRAW_TRI();
glPopMatrix();


CHECK_STATUS(); //描画位置などを出力



glDisable(GL_DEPTH_TEST);

glutSwapBuffers();


}


void reshape(int w, int h)
{
glViewport(0, 0, w, h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glFrustum(-1,1,-1,1,cam.focus,cam.far);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}


int xStart,yStart;
bool mouseFlag = GL_FALSE;
bool mouseFlag2 = GL_FALSE;
void myMouseFunc(int button,int state,int x,int y)
{

if(button == GLUT_LEFT_BUTTON &&state == GLUT_DOWN)//左ボタン
{
xStart = x;
yStart = y;
mouseFlag = GL_TRUE;
}
else
{
mouseFlag = GL_FALSE;
}

if(button == GLUT_RIGHT_BUTTON &&state == GLUT_DOWN)//右ボタン
{
xStart = x;
yStart = y;
mouseFlag2 = GL_TRUE;

}
else
{
mouseFlag2 = GL_FALSE;
}

}

void myMouseMotion(int x,int y)
{
int xdis,ydis;
double a = 0.5;

if*1 return;


if(mouseFlag == GL_TRUE)
{
xdis = x - xStart;
ydis = y - yStart;

xAngle += (double)ydis * a;
yAngle += (double)xdis * a;

xStart = x;
yStart = y;
}

if(mouseFlag2 == GL_TRUE)
{
xdis = x - xStart;
ydis = y - yStart;

xAngle2 += (double)ydis * a;
yAngle2 += (double)xdis * a;

xStart = x;
yStart = y;
}


glutPostRedisplay();
}


/**********[ここから各種関数]***********************/

inline void DRAW_XYZ()
{
glBegin(GL_LINES);

glColor3d(0,1,0);//x
glVertex2d(-100,0);
glVertex2d(100, 0);

glColor3d(1,0,0);//y
glVertex2d(0,0);
glVertex2d(0,100);

glColor3d(0,0,1);//z
glVertex3d(0,0,-100);
glVertex3d(0,0, 100);
glEnd();

}

inline void DRAW_TRI()
{
glBegin(GL_TRIANGLES);
glVertex3dv(a);
glVertex3dv(b);
glVertex3dv(c);
glEnd();
}


/*** スクリーンの描画関数 ***/
inline void DRAW_SQU()
{
glColor4d(0,1,1,0.5);
glBegin(GL_QUADS);

glVertex3d(-1,1,2);
glVertex3d(-1,-1,2);
glVertex3d(1, -1,2);
glVertex3d(1,1,2);
glEnd();

glColor3d(1,1,1);
}


inline void CHECK_STATUS()
{

/*スクリーンでの描画位置*/
glColor3d(1,0,0);
glPointSize(3);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex3d(Screen.x,Screen.y,Screen.z);
glEnd();
glColor3d(1,1,1);


/*デバッグ用の線*/
glColor3d(1,0,0);
glBegin(GL_LINES);
glVertex3d(c[0],c[1],c[2]);
glVertex3d(cam.eye_x, cam.eye_y, cam.eye_z);
glEnd();
glColor3d(1,1,1);

}

メモ


計算は三角形相似を利用。

目次

― その他 ―

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