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三、SharpGL的功能应用--图形绘制

时间:2020-05-18 20:26:14      阅读:69      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:idt   操作   bsp   模式   演示   问题   mat   generic   rspec   

三、SharpGL的功能应用--图形绘制 

  本节主要讲诉图形绘制的原理,使用介绍和代码演示。

  • 原理介绍

  我们先来讲讲OpenGL的图形绘制。其实,所有的图形都是由许多个小图形连接而成的。你可以理解为是图片的像素,一张彩图是由很多个色彩不一的像素点组合而成。要实现色彩绚丽的图形设计,你需要理解两点成线,三点成面,多面成形的原理。在这里,我们通过简单的程序演示一下点到线,线到面,面到形的过程。

   在此,先介绍一下几个常用的函数和绘制原理。

  1. 坐标原点变换:Translate(float x, float y, float z) ,你也可以理解为是坐标轴变换。默认设定的视角和世界坐标都是在同个原点,打个比方:我们看手机,假设手机是原点,我们视角默认也是原点的话,我们脑壳都得钻手机里面。对吧,我们不这么看手机,基本都是把手机拉远,以一种舒服的角度进行操作,这就是在物品的变换了。所以我们,在绘制图形前最好设定合适的坐标轴位置,同时也需要考虑视点变换的设置值。我们输入图形的坐标仍是按照原点来输入的,不会受到Translate的影响;他影响的只是整体的坐标轴变换,他的值是不需要做改变的。当然了,你也可以直接全部修改图形的坐标值,不过这样就太麻烦了,没必要;直接修改初始化的视角变换值也是可以的。

  2. 绘制点,线,面的方式:以Begin(BeginMode mode)为首开始绘制mode类型的图形,Vertex(float x, float y, float z)为图形顶点,依次连接各个顶点形成图形,以End()结束绘制。理论上来说,只要你给出图形的所有顶点,牛鬼蛇神都给你搞出来,一点问题也没有(除了可能会卡之外)。以画线为例:

  gl.Begin(OpenGL.GL_LINES);
  gl.Vertex(-1.0f, 0.0f, 0.0f);
  gl.Vertex(1.0f, 0.0f, 0.0f);
  gl.End();

  3. 赋予颜色:Color(float red, float green, float blue)

  在每个图形顶点前加上设定颜色,图形的绘制选择就更加多样;同时,不同顶点间采用不同的颜色会产生渐变色差,非常好看。

  • 演示代码

  我们先添加一个坐标系变化,然后。选择绘制一条线,接着绘制一个三角形,最后绘制一个角锥。这就是由点到线,线到面,面到形的过程,所有的图形都是这样组合衔接而来的。

  1.首先,画一条线,颜色设定为白色(背景是黑色)

            #region 点到线
            gl.Begin(OpenGL.GL_LINES);
        gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
            gl.Vertex(-2.0f, 0.0f, 0.0f);//左顶点
            gl.Vertex(2.0f, 2.0f, 0.0f);//右顶点
            gl.End();
            #endregion            

  技术图片

 

   2.接着,来画个面,再稍微加点颜色变化

                #region 线成面(三角形)
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第一个面
                gl.Color(1.0f, 0.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 1f, 0.0f);//顶点
                gl.Color(0.0f, 1.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(-1.0f, -1.0f, 0.0f);//左顶点 
                gl.Color(0.0f, 0.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(1.0f, -1.0f, 0.0f);//右顶点
                gl.End();
                #endregion

  技术图片

 

  3.接着,来画个角锥,第四个点颜色选择白色区分开。角锥也就是由四个面组合而成的,所以我们再加上三个面(注意每个点坐标和对应颜色要相同)

                #region 面组合成体
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第二个面
                gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 0.0f, -2.0f);//第四个点
                gl.Color(0.0f, 1.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(-1.0f, -1.0f, 0.0f);//左顶点 
                gl.Color(0.0f, 0.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(1.0f, -1.0f, 0.0f);//右顶点
                gl.End();
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第三个面
                gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 0.0f, -2.0f);//第四个点
                gl.Color(0.0f, 1.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(-1.0f, -1.0f, 0.0f);//左顶点 
                gl.Color(1.0f, 0.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 1f, 0.0f);//顶点
                gl.End();
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第四个面
                gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 0.0f, -2.0f);//第四个点
                gl.Color(0.0f, 0.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(1.0f, -1.0f, 0.0f);//右顶点
                gl.Color(1.0f, 0.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 1f, 0.0f);//顶点
                gl.End();
                #endregion

  技术图片

   我们会发现,界面没什么变化。嗯,大伙看看我们的第四个顶点在哪里。坐标(0,0,-2),相对于其他四个点,他的位置是靠里面的。因为我们此时的视角是在正值的。额,对了,还得说说视角的事,视角受到初始化设置的视点变换设置。

  // 设置当前矩阵模式,对投影矩阵应用随后的矩阵操作
  gl.MatrixMode(OpenGL.GL_PROJECTION);

  // 创建透视投影变换
  gl.Perspective(30.0f, (double)Width / (double)Height, 5, 100.0);

  // 视点变换
  gl.LookAt(0, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0);

  //此时的视角在这里,可以理解为是坐标点(0,5,0)往空间原点处看

   程序的前端添加了Translate(0.0f, 0.0f, -5.0f) ,相当于把绘制的图形往屏幕内移动。这样会有利于我们查看图形。(Z轴的话法线是垂直屏幕往外的)

  说回正题,第四个顶点是在已经画好的三角形的里面,所以我们看不到,那我们就稍微的旋转一下看看效果,如下图所示。

  技术图片

 

   附上代码:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using SharpGL;

namespace test
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private bool drawLine = false;
        private bool drawArea = false;
        private bool drawVolume = false;
        private bool flagRotateX = false;
        private bool flagRotateY = false;
        private bool flagRotateZ = false;
        private float rotation_X = 0.0f;
        private float rotation_Y = 0.0f;
        private float rotation_Z = 0.0f;
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void openGLControl1_OpenGLDraw(object sender, RenderEventArgs args)
        {
            SharpGL.OpenGL gl = this.openGLControl1.OpenGL;
            //清除深度缓存 
            gl.Clear(OpenGL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

            //重置当前指定的矩阵为单位矩阵,将当前的用户坐标系的原点移到了屏幕中心
            gl.LoadIdentity();

            //坐标轴变换位置到(0.0f, 0.0f, -5.0f),这样我们的坐标轴就相当于往屏幕内走5个单位
            gl.Translate(0.0f, 0.0f, -5.0f);

            if (flagRotateX)
            {
                rotation_X += 1f;
                gl.Rotate(rotation_X, 1.0f, 0.0f, 0.0f);//rotationX:角度
            }
            if (flagRotateY)
            {
                rotation_Y += 1f;
                gl.Rotate(rotation_Y, 0.0f, 1.0f, 0.0f);//rotationY:角度
            } 
            if (flagRotateZ)
            {
                rotation_Z += 1f;
                gl.Rotate(rotation_Z, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//rotationZ:角度
            }

            if (drawLine)
            {
                #region 点到线
                gl.Begin(OpenGL.GL_LINES);
                gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(-2.0f, 0.0f, 0.0f);//左顶点
                gl.Vertex(2.0f, 2.0f, 0.0f);//右顶点
                gl.End();
                #endregion
            }
            if (drawArea)
            {
                #region 线成面(三角形)
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第一个面
                gl.Color(1.0f, 0.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 1f, 0.0f);//顶点
                gl.Color(0.0f, 1.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(-1.0f, -1.0f, 0.0f);//左顶点 
                gl.Color(0.0f, 0.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(1.0f, -1.0f, 0.0f);//右顶点
                gl.End();
                #endregion
            }
            if (drawVolume)
            {
                #region 面组合成体
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第二个面
                gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 0.0f, -2.0f);//第四个点
                gl.Color(0.0f, 1.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(-1.0f, -1.0f, 0.0f);//左顶点 
                gl.Color(0.0f, 0.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(1.0f, -1.0f, 0.0f);//右顶点
                gl.End();
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第三个面
                gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 0.0f, -2.0f);//第四个点
                gl.Color(0.0f, 1.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(-1.0f, -1.0f, 0.0f);//左顶点 
                gl.Color(1.0f, 0.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 1f, 0.0f);//顶点
                gl.End();
                gl.Begin(OpenGL.GL_TRIANGLES);//第四个面
                gl.Color(1.0f, 1.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 0.0f, -2.0f);//第四个点
                gl.Color(0.0f, 0.0f, 1.0f);
                gl.Vertex(1.0f, -1.0f, 0.0f);//右顶点
                gl.Color(1.0f, 0.0f, 0.0f);
                gl.Vertex(0.0f, 1f, 0.0f);//顶点
                gl.End();
                #endregion
            }

            gl.Flush();   //强制刷新

        }

        private void openGLControl1_OpenGLInitialized(object sender, EventArgs e)
        {
            OpenGL gl = openGLControl1.OpenGL;
            gl.ClearColor(0, 0, 0, 0);
        }

        private void openGLControl1_Resize(object sender, EventArgs e)
        {
            OpenGL gl = openGLControl1.OpenGL;

            // 设置当前矩阵模式,对投影矩阵应用随后的矩阵操作
            gl.MatrixMode(OpenGL.GL_PROJECTION);

            // 重置当前指定的矩阵为单位矩阵,将当前的用户坐标系的原点移到了屏幕中心
            gl.LoadIdentity();

            // 创建透视投影变换
            gl.Perspective(30.0f, (double)Width / (double)Height, 5, 100.0);

            // 视点变换
            gl.LookAt(0, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0);

            // 设置当前矩阵为模型视图矩阵
            gl.MatrixMode(OpenGL.GL_MODELVIEW);
        }

        private void checkBoxDrawLine_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            drawLine = this.checkBoxDrawLine.Checked;
        }
        private void checkBoxDrawArea_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            drawArea = this.checkBoxDrawArea.Checked;
        }
        private void checkBoxDrawVolume_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            drawVolume = this.checkBoxDrawVolume.Checked;
        }
        private void checkBoxRotateX_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            flagRotateX = this.checkBoxRotateX.Checked;
        }

        private void checkBoxRotateY_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            flagRotateY = this.checkBoxRotateY.Checked;
        }

        private void checkBoxRotateZ_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            flagRotateZ = this.checkBoxRotateZ.Checked;
        }
    }
}

 

三、SharpGL的功能应用--图形绘制

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原文地址:https://www.cnblogs.com/ludage/p/12884144.html

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