最終更新: mikk_ni3_92 2008年01月07日(月) 15:28:43履歴
現在地 >> メニュー >> サンプルコード::OpenGL >> スクリーンと透視投影
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
#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);
}
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
#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);
}