这是根据徐明亮《OpenGL游戏编程》书上光灯一节的一个例子改编的．
从这个例子可以学习到二次曲面的参数设置，程序中提供了两个画球的函数，一个是用三角形画出来的，一个是二次曲面构成的．
你会发现，跟三角形版本不同，二次曲面要做一些设定，否则画出来的球体无法接受光照．
先上代码：
1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.ComponentModel;
4 using System.Data;
5 using System.Drawing;
6 using System.Linq;
7 using System.Text;
8 using System.Windows.Forms;
9 using SharpGL;
10
11 namespace light2
12 {
13 /// <summary>
14 /// 原创文章,出自"博客园, 猪悟能‘S博客" : http://www.cnblogs.com/hackpig/
15 /// </summary>
16 public partial class SharpGLForm : Form
17 {
18 private float rotation = 0.0f;
19 float m_bReadX, m_bReadY;
20 float m_bGreenX, m_bGreenY;
21 float m_bBlueX, m_bBlueY;
22
23 //3个光源位置
24 float[] lightPosR = new float[] { 0f, 0f, 2f, 1f };
25 float[] lightPosG = new float[] { 0f, 0f, 2f, 1f };
26 float[] lightPosB = new float[] { 0f, 0f, 2f, 1f };
27
28 //3个光源漫射光
29 float[] diffLightR = { 1f, 0f, 0f, 1f };
30 float[] diffLightG = { 0f, 1f, 0f, 1f };
31 float[] diffLightB = { 0f, 0f, 1f, 1f };
32
33 //定义3个光源我镜面光
34 float[] specLightR = { 1f, 0f, 0f, 1f };
35 float[] specLightG = { 0f, 1f, 0f, 1f };
36 float[] specLightB = { 0f, 0f, 1f, 1f };
37
38 //默认的光源, 灰色光源，用于默认照明
39 float[] defDiffLight = new float[] { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1f };
40 float[] defSpecLight = new float[] { 1f, 1f, 1f, 1f };
41 float[] defLightPos = new float[] { 0f, 0f, 10f, 1f };
42
43
44
45 public SharpGLForm()
46 {
47 InitializeComponent();
48 }
49
50 private void openGLControl_OpenGLDraw(object sender, PaintEventArgs e)
51 {
52 OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
53 gl.Clear(OpenGL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
54 gl.LoadIdentity();
55 gl.Rotate(rotation, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
56
57 draw(gl);
58 rotation += 3.0f;
59
60 update(gl);
61 }
62
63 void update(OpenGL gl)
64 {
65 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHT1);
66 m_bReadX += 16;
67 m_bReadY += 12;
68 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHT2);
69 m_bGreenX += 10;
70 m_bGreenY += 6;
71 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHT3);
72 m_bBlueX += 2;
73 m_bBlueY += 4;
74 }
75
76 void draw(OpenGL gl)
77 {
78 gl.PushMatrix();
79 //旋转红光
80 gl.Rotate(m_bReadX, 1f, 0f, 0f);
81 gl.Rotate(m_bReadY, 0f, 1f, 0f);
82 //设置红光的位置
83 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT1, OpenGL.GL_POSITION, lightPosR);
84 //绘制光球
85 gl.Translate(lightPosR[0], lightPosR[1], lightPosR[2]);
86 gl.Color(1f, 0f, 0f);
87 gl.PushAttrib(OpenGL.GL_LIGHTING_BIT);
88 gl.Disable(OpenGL.GL_LIGHTING);
89 drawSphere(gl,lightPosR[0], lightPosR[1], lightPosR[2],0.2f,10,10,false);
90 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHTING);
91 gl.PopAttrib();
92 gl.PopMatrix();
93
94
95 gl.PushMatrix();
96 //旋转绿光
97 gl.Rotate(m_bGreenX, 1f, 0f, 0f);
98 gl.Rotate(m_bGreenY, 0f, 1f, 0f);
99 //设置绿光的位置
100 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT2, OpenGL.GL_POSITION, lightPosG);
101 //绘制光球
102 gl.Translate(lightPosG[0], lightPosG[1], lightPosG[2]);
103 gl.Color(0f, 1f, 0f);
104 gl.PushAttrib(OpenGL.GL_LIGHTING_BIT);
105 gl.Disable(OpenGL.GL_LIGHTING);
106 drawSphere(gl, lightPosG[0], lightPosG[1], lightPosG[2], 0.2f, 10, 10 ,false);
107 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHTING);
108 gl.PopAttrib();
109 gl.PopMatrix();
110
111
112 gl.PushMatrix();
113 //旋转蓝光
114 gl.Rotate(m_bBlueX, 1f, 0f, 0f);
115 gl.Rotate(m_bBlueY, 0f, 1f, 0f);
116 //设置蓝光的位置
117 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT3, OpenGL.GL_POSITION, lightPosB);
118 //绘制光球
119 gl.Translate(lightPosB[0], lightPosB[1], lightPosB[2]);
120 gl.Color(0f, 0f, 1f);
121 gl.PushAttrib(OpenGL.GL_LIGHTING_BIT);
122 gl.Disable(OpenGL.GL_LIGHTING);
123 drawSphere(gl, lightPosB[0], lightPosB[1], lightPosB[2], 0.2f, 10, 10,false);
124 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHTING);
125 gl.PopAttrib();
126 gl.PopMatrix();
127
128
129 //绘制球体
130 gl.PushMatrix();
131 gl.Rotate(rotation, 1f, 0f, 0f);
132 gl.Rotate(rotation, 0f, 1f, 0f);
133 gl.Rotate(rotation, 0f, 0f, 1f);
134 drawSphere(gl, 0, 0, 0, 3, 40, 40,false);
135
136 gl.PopMatrix();
137
138 gl.Flush();
139
140 }
141
142 //二次曲面球体
143 void drawSphere(OpenGL gl,float x,float y,float z, double radius, int segx, int segy, bool isLines)
144 {
145 gl.PushMatrix();
146 gl.Translate(x, y, z);
147 var sphere = gl.NewQuadric();
148 if (isLines)
149 gl.QuadricDrawStyle(sphere, OpenGL.GL_LINES);
150 else
151 gl.QuadricDrawStyle(sphere, OpenGL.GL_QUADS);
152 gl.QuadricNormals(sphere, OpenGL.GLU_NONE); //GLU_NONE,GLU_FLAT,GLU_SMOOTH
153 gl.QuadricOrientation(sphere, (int)OpenGL.GLU_OUTSIDE); //GLU_OUTSIDE,GLU_INSIDE
154 gl.QuadricTexture(sphere, (int)OpenGL.GLU_FALSE); //GL_TRUE,GLU_FALSE
155 gl.Sphere(sphere, radius, segx, segy);
156 gl.DeleteQuadric(sphere);
157 gl.PopMatrix();
158 }
159
160 //球心坐标为（x，y，z），球的半径为radius，M，N分别表示球体的横纵向被分成多少份
161 void drawSphere1(OpenGL gl, float xx, float yy, float zz, float radius, float M, float N,bool isLines)
162 {
163 const float PI = 3.1415926f;
164 float step_z = (float)Math.PI / M;
165 float step_xy = 2 * PI / N;
166 float[] x = new float[4] { 0, 0, 0, 0 };
167 float[] y = new float[4] { 0, 0, 0, 0 };
168 float[] z = new float[4] { 0, 0, 0, 0 };
169
170 float angle_z = 0.0f;
171 float angle_xy = 0.0f;
172 int i = 0, j = 0;
173 gl.Begin(OpenGL.GL_QUADS);
174 for (i = 0; i < M; i++)
175 {
176 angle_z = i * step_z;
177 for (j = 0; j < N; j++)
178 {
179 angle_xy = j * step_xy;
180
181 x[0] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z) * Math.Cos(angle_xy));
182 y[0] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z) * Math.Sin(angle_xy));
183 z[0] = (float)(radius * Math.Cos(angle_z));
184
185 x[1] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z + step_z) * Math.Cos(angle_xy));
186 y[1] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z + step_z) * Math.Sin(angle_xy));
187 z[1] = (float)(radius * Math.Cos(angle_z + step_z));
188
189 x[2] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z + step_z) * Math.Cos(angle_xy + step_xy));
190 y[2] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z + step_z) * Math.Sin(angle_xy + step_xy));
191 z[2] = (float)(radius * Math.Cos(angle_z + step_z));
192
193 x[3] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z) * Math.Cos(angle_xy + step_xy));
194 y[3] = (float)(radius * Math.Sin(angle_z) * Math.Sin(angle_xy + step_xy));
195 z[3] = (float)(radius * Math.Cos(angle_z));
196
197 for (int k = 0; k < 4; k++)
198 {
199 gl.Vertex(xx + x[k], yy + y[k], zz + z[k]);
200 }
201 }
202 }
203 gl.End();
204 }
205
206 private void openGLControl_OpenGLInitialized(object sender, EventArgs e)
207 {
208 OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
209 setLight(gl);
210 //gl.Enable(OpenGL.GL_NORMALIZE);
211 gl.ClearColor(0, 0, 0, 0);
212 }
213
214 private void setLight(OpenGL gl)
215 {
216 //0号灯光，默认灯光
217 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT0, OpenGL.GL_DIFFUSE, defDiffLight);
218 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT0, OpenGL.GL_SPECULAR, defSpecLight);
219 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT0, OpenGL.GL_POSITION, defLightPos);
220
221 //1号灯光
222 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT1, OpenGL.GL_DIFFUSE, diffLightR);
223 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT1, OpenGL.GL_SPECULAR, specLightR);
224 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT1, OpenGL.GL_POSITION, lightPosR);
225
226 //2号灯光
227 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT2, OpenGL.GL_DIFFUSE, diffLightG);
228 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT2, OpenGL.GL_SPECULAR, specLightG);
229 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT2, OpenGL.GL_POSITION, lightPosG);
230
231 //3号灯光
232 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT3, OpenGL.GL_DIFFUSE, diffLightB);
233 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT3, OpenGL.GL_SPECULAR, specLightB);
234 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT3, OpenGL.GL_POSITION, lightPosB);
235
236 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHTING);
237 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHT0); //启用默认光源
238
239 }
240
241 private void openGLControl_Resized(object sender, EventArgs e)
242 {
243 OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
244 gl.MatrixMode(OpenGL.GL_PROJECTION);
245 gl.LoadIdentity();
246 gl.Perspective(70.0f, (double)Width / (double)Height, 0.01, 100.0);
247 gl.LookAt(-5, 5, -5, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
248 gl.MatrixMode(OpenGL.GL_MODELVIEW);
249 }
250
251 }
252 }
截取了一帧的效果如下图：
有三个光球围绕球体旋转，三组光分别为红，绿，蓝，因此它们的组合可以在球面上生成所有可能的颜色效果．
函数drawSphere是二次曲面球体，函数drawSphere１是三角形构成的球体．
下面我们研究一下二次曲面的几个关键的需要注意的设置函数：
(１) QuadricDrawStyle(IntPtr quadObject, uint drawStyle);
第一个参数是二次方程对象状态的指针，第二个参数的枚举值如下表：
| 常量 | 描述 |
| GLU_FILL | 二次方程对象画成实体 |
| GLU_LINE | 二次方程对象画成线框 |
| GLU_POINT | 二次方程对象画成一组顶点的集合 |
| GLU_SILHOUETTE | 类似于线框，但相邻的多边形的边不被绘制。 |
(２) QuadricNormals(IntPtr quadricObject, uint normals);
这个函数指定二次方程对象如何生成法线。第二个参数可以是：GLU_NONE不生成法线，GLU_FLAT扁平法线，GLU_SMOOTH平滑法线。
(３) QuadricOrientation(IntPtr quadricObject, int orientation);
这个函数可以指定法线的朝向，指向外面还是只想里面。orientation可以是GLU_OUTSIDE或者是GLU_INSIDE这两个值。OpenGL默认是以GL_CCW逆时针为正方向的
(４) QuadricTexture(IntPtr quadricObject, int textureCoords);
这个函数可以指定二次方程表面的纹理坐标，textureCoords这个参数可以是GL_TRUE或者GL_FALSE.当为球体和圆柱体生成纹理坐标时，纹理是对称地环绕在球体和圆柱体的表面的。如果应用到圆盘上，那么纹理的中心就是圆盘的中心，然后以线性插值的方式扩展到圆盘的边界。
读者可以尝试改变这些函数的参数，会发现受光效果是不同的．
也可以尝试用drawSphere1()函数替换掉drawSphere()函数，它是不需要做任何设定，就有很好的效果．
原创文章,出自"博客园, 猪悟能‘S博客" : http://www.cnblogs.com/hackpig/
时间： 2024-10-17 16:43:04