計算機圖形學opengl教程第44課3d光暈

1、第 44 課 3D 光暈當鏡頭對準的時候就會出現(xiàn)這種效果，模擬它非常的簡單，一點數(shù)學和紋理貼圖就夠了。好好看看吧。大家好,歡迎來到新的一課,在這一課中擴展 glCamera 類，來實現(xiàn)鏡頭光暈的效果。在日常生活中，當對著光源看時，會發(fā)現(xiàn)反光。為了完成這個效果，需要一些數(shù)學知識。首先，需要一些函數(shù)，用來檢測某個點或球是否在當前的視景體內(nèi)。接著需要一些紋理作為的光暈效果，可以把它貼在顯示面上。在上一個機類里把下面函數(shù)寫錯了，現(xiàn)在修正如下：void glCamera:SetPrespective() GLfloat Matrix16; r v;/ 根據(jù)當前的偏轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)視線glVectoglRoglR

2、oef(m_HeadingDegrees, 0.0f, 1.0f, 0.0f);ef(m_PitchDegrees, 1.0f, 0.0f, 0.0f);/ 返回模型變換矩陣glGetFloatv(GL_MVIEW_MATRIX, Matrix);/ 獲得視線的方向 m_DirectionVector.i m_DirectionVector.jm_DirectionVector.k=Matrix8; Matrix9;-Matrix10;/ 重置矩陣glLoadIdentity();/ 旋轉(zhuǎn)場景glRoglRoef(m_PitchDegrees, 1.0f, 0.0f, 0.0f);ef(m_H

3、eadingDegrees, 0.0f, 1.0f, 0.0f);/ 設置當前機的位置v = m_DirectionVector;v *= m_ForwardVelocity;m_ m_m_ition.x ition.yition.z+=+=+=v.i;v.j;v.k;/ 變換到新的位置glTranslatef(-m_ition.x, -m_ition.y, -m_ition.z);好了，現(xiàn)在開始吧。我將使用 4 個對立的紋理來制造的鏡頭光暈，第一和二個光暈圖像被放置在光源處，第三和第四個圖像將根據(jù)視點的位置和方向動態(tài)的生成。紋理的圖像如下所示：Big GlowStreaksGlowHalo現(xiàn)

4、在你在頭腦里應該有了一個大慨地圖像了吧。來說說何時應該繪制光暈，一般來說平時是看不見這些光暈的，只有當對準光源的時候才能看見這些。所以首先要獲得視景體的數(shù)據(jù)，下面的函數(shù)可以幫完成這個功能。/ 獲得當前視景體的 6 個平面方程的參數(shù) void glCamera:UpdateFrustum()GLfloatt;clip16; GLfloat/返回投影矩陣proj16;GLfloatmodl16;GLfloatglGetFloatv( GL_PROJECTION_MATRIX, proj );/返回模型變換矩陣glGetFloatv( GL_MVIEW_MATRIX, modl);/計算剪切矩陣，即

5、上面兩個矩陣的乘積clip 8clip 9clip 0 +clip1 +0 = modl+ modl 31 = modl+ modl 30 * proj* proj12; 0 * proj* proj13; 0 * proj proj14;0 * projproj15;0+modl1*proj4+modl2*proj1+modl1*proj5+modl2*proj2 =modl 3 =modlmodl 3 * modl3 *2+modl1*proj6+modl2*proj13+modl1*proj7+modl2*proj1clip 8clip 9clip 0 +clip1 +4 =modl4

6、* proj* proj12; 4 * proj* proj13; 4 * proj proj14;4 * projproj15;0+modl5*proj4+modl6*proj+ modl 75 = modl+ modl 71+modl5*proj5+modl6*proj6 =modl 7 =modlmodl 7 * modl7 *2+modl5*proj6+modl6*proj13+modl5*proj7+modl6*proj1clip 8clip 98 =modl8 * proj* proj12; 8 * proj* proj13;0+modl9*proj4+modl10 * proj+

7、 modl11 9 = modl+ modl111+modl9*proj5+modl10 * projclip10 = modl 0 + modl11 * clip11 = modl1 + modl11 *8 * proj 2 + modl 9 proj14;8 * proj 3 + modl 9proj15;* proj 6+ modl10 * proj1* proj 7+ modl10 * proj1clip12 8 +clip13= modl12 modl15 *= modl12* proj 0 + modl13 * proj12;* proj 1 + modl13 *proj 4 +m

8、odl14 * projproj 5 +modl14 * proj 9 + modl15 * proj13;clip14 = modl12 * proj 2 + modl13 * proj 6 + modl14 * proj1 0 + modl15 * proj14;clip15 = modl12 * proj 3 + modl13 * proj 7 + modl14 * proj11 + modl15 * proj15;/提取右面的平面方程系數(shù)m_Frustum00 m_Frustum01 m_Frustum02m_Frustum03=clip 3 - clip 0;clip 7 - cli

9、p 4;clip11 - clip 8;clip15 - clip12;t = GLfloat(sqrt( m_Frustum00 * m_Frustum001 + m_Frustum02 * m_Frustum02 );+m_Frustum01*m_Frustum0m_Frustum00 m_Frustum01 m_Frustum02m_Frustum03/=/=/=/=t;t;t;t;/提取左面的平面方程系數(shù)m_Frustum10 m_Frustum11 m_Frustum12m_Frustum13=clip 3 + clip 0;clip 7 + clip 4; clip11 + cli

10、p 8; clip15 + clip12;t = GLfloat(sqrt( m_Frustum10 * m_Frustum101 + m_Frustum12 * m_Frustum12 );+m_Frustum11*m_Frustum1m_Frustum10 m_Frustum11 m_Frustum12m_Frustum13/=/=/=/=t;t;t;t;/提取下面的平面方程系數(shù)m_Frustum20 m_Frustum21 m_Frustum22m_Frustum23=clip 3 + clip 1;clip 7 + clip 5; clip11 + clip 9; clip15 + c

11、lip13;t = GLfloat(sqrt( m_Frustum20 * m_Frustum201 + m_Frustum22 * m_Frustum22 );+m_Frustum21*m_Frustum2m_Frustum20 m_Frustum21 m_Frustum22m_Frustum23/=/=/=/=t;t;t;t;/提取上面的平面方程系數(shù)m_Frustum30 = clip 3 - clip 1;m_Frustum31 = clip 7 - clip 5;m_Frustum32 = clip11 - clip 9; m_Frustum33 = clip15 - clip13;t

12、 = GLfloat(sqrt( m_Frustum30 * m_Frustum301 + m_Frustum32 * m_Frustum32 );+m_Frustum31*m_Frustum3m_Frustum30 m_Frustum31 m_Frustum32m_Frustum33/=/=/=/=t;t;t;t;/提取遠面的平面方程系數(shù)m_Frustum40 m_Frustum41 m_Frustum42m_Frustum43=clip 3 - clip 2;clip 7 - clip 6;clip11 - clip10;clip15 - clip14;t = GLfloat(sqrt(

13、m_Frustum40 * m_Frustum401 + m_Frustum42 * m_Frustum42 );+m_Frustum41*m_Frustum4m_Frustum40 m_Frustum41 m_Frustum42m_Frustum43/=/=/=/=t;t;t;t;/提取近面的平面方程系數(shù)m_Frustum50 m_Frustum51 m_Frustum52m_Frustum53=clip 3 + clip 2;clip 7 + clip 6; clip11 + clip10; clip15 + clip14;t = GLfloat(sqrt( m_Frustum50 * m

14、_Frustum501 + m_Frustum52 * m_Frustum52 );+m_Frustum51*m_Frustum5m_Frustum50 m_Frustum51 m_Frustum52 m_Frustum53/=/=/=/=t;t;t;t;現(xiàn)在可以測試一個點或圓是否在視景體內(nèi)了。下面的函數(shù)可以測試一個點是否在視景體內(nèi)。BOOL glCamera:PoInFrustum(glPop)i; for(i = 0; i 6; i+) if(m_Frustumi0 * p.x + m_Frustumi1 * p.y + m_Frustumi2 * p.z + m_Frustumi3 =

15、0)return(FALSE); return(TRUE);下面的函數(shù)用來測試某個點是否位于當前場景物體的前面:bool glCamera:IsOccluded(glPop) GLviewport4;GLdouble mvmatrixGLdouble flare16, Z;glGetprojmatrix16;GLdouble winx, winy, winz;GLfloat bufferZ;egerv (GL_VIEWPORT, viewport);glGetDoublev (GL_MVIEW_MATRIX, mvmatrix);glGetDoublev (GL_PROJECTION_MATR

16、IX, projmatrix);/ 返回頂點p 在立方體中的位置gluProject(p.x, p.y, p.z, mvmatrix, projmatrix, viewport,flareZ = winz;&winx, &winy, &winz);/glRe點(winx,winy)的深度坐標ixels(winx, winPONENT, GL_FLOAT, &bufferZ);/ 如果深度坐標小于點的坐標，則返回 true if (bufferZ flareZ)return true;/否則返回 false elsereturn false;通過檢測光源是否正對的視線來決定是否繪制光暈，但如果你

17、的視點超過了光源的位置，則會發(fā)生看不見光暈的現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象，在移動視點的使用，也相應的移動的光源。為了在視點和光源之間繪制多個光暈，需要計算之間的向量，下面的代碼完成這個功能：/下面的函數(shù)完成具體的渲染光暈的任務 void glCamera:RenderLensFlare() GLfloh = 0.0f;engt/ 如果的光源在的視線范圍內(nèi)，則繪制它if(SphereInFrustum(m_LightSource, 1.0f) = TRUE)vLightSourceToCamera = m_ition - m_LightSource; / 計算光源到視線的距離Length = vLig

18、htSourceToCamera.Magnitude();/下面三個函數(shù)計算光源位置到光暈結(jié)束位置之間的向量ptptersect = m_DirectionVector * Length;ersect += m_ition;vLightSourceToersect = ptersect - m_LightSource;Length = vLightSourceToersect.Magnitude();vLightSourceToersect.Normalize();glEnable(GL_BLEND); glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE); glDisable(

19、GL_DEPTH_TEST);glEnable(GL_TEXTURE_2D);首先需要找到光源位置和視點位置之間的向量，接下來需要在視線的方向設置一個插值點，這個點的距離必須和光源位置和視點位置之間的距離相等。完成以后，找出可以產(chǎn)生光暈的方向，即下圖紅線的方向，在這個線上可以繪制的光暈。if (!IsOccluded(m_LightSource) /如果光暈可見/ 渲染中間的光暈RenderBigGlow(0.60f, 0.60f, 0.8f, 1.0f, m_LightSource, 16.0f);RenderGlow(0.8f,RenderStreaks(0.60f, 0.60f, 0.8

20、f, 1.0f, m_LightSource, 16.0f);0.8f,1.0f,0.5f, m_LightSource, 3.5f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.1 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.1f);RenderGlow(0.9f, 0.6f, 0.4f, 0.5f, pt,0.6f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.15 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.15f);RenderHalo(0.8f, 0.5

21、f, 0.6f, 0.5f, pt,1.7f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.175 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.175f);RenderHalo(0.9f, 0.2f, 0.1f, 0.5f, pt,0.83f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.285 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.285f);RenderHalo(0.7f, 0.7f, 0.4f, 0.5f, pt,1.6f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0

22、.2755 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.2755f);RenderGlow(0.9f, 0.9f, 0.2f, 0.5f, pt,0.8f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.4755 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;*0.4775f);RenderGlow(0.93f, 0.82f, 0.73f, 0.5f, pt,1.0f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.49 處的光暈pt = vLightSourceTopt +=

23、 m_LightSourceersect * (Length;*0.49f);RenderHalo(0.7f, 0.6f, 0.5f, 0.5f, pt,1.4f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.65 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.65f);RenderGlow(0.7f, 0.8f, 0.3f, 0.5f, pt,1.8f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.63 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.63f);Ren

24、derGlow(0.4f, 0.3f, 0.2f, 0.5f, pt,1.4f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.8 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.8f);RenderHalo(0.7f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, pt,1.4f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.7825 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.7825f);RenderGlow(0.8f, 0.5f, 0.1f, 0.5f, pt,0.6f)

25、;/繪制到光暈結(jié)束位置的 1.0 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 1.0f);RenderHalo(0.5f, 0.5f, 0.7f, 0.5f, pt,1.7f);/繪制到光暈結(jié)束位置的 0.975 處的光暈pt = vLightSourceTopt += m_LightSourceersect * (Length;* 0.975f);RenderGlow(0.4f, 0.1f, 0.9f, 0.5f, pt,2.0f);glDisable(GL_BLEND ); glEnable(GL_DEPTH_T

26、EST); glDisable(GL_TEXTURE_2D);好了，下面的函數(shù)用來繪制四種不同的光暈/繪制 Halo 形的光暈 void glCamera:RenderHalo(GLfloatr,GLfloat g,GLfloatb, GLfloat a, glPoe);p, GLfloat scale)q0.y =scale);q2.xscale);glPo(p.yq4;- scale);q0.x = (p.x-scalq1.x = e); y = e);ix();(p.x-q1.y = (p.y + scal= (p.x + scale);q2.(p.y-q3.x=(p.x+scalq3.

27、y = (p.y + scale);glTranslatef(p.x, p.y,glPushMatrp.z);glRoef(-m_HeadingDegrees, 0.0f, 1.0f,0.0f); glRoef(-m_PitchDegrees, 1.0f, 0.0f, 0.0f);(r,P);y);f);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,g, b, a);m_HaloTexture);glColor4fglBegin(GL_TRIANGLE_STRIglTexCoord2f(0.0f, 0.0f);glVertex2f(q0.x, q0.glTexCoord2f(0.0f

28、,glVertex2f(q2.x,1.0f);q2.y);glVertex2f(q1.x, q1.y);glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glPopMatrix();glTexCoord2f(1.0f, glVertex2f(q3.x,0.0q3.y); glEnd();/繪制 Gloew 形的光暈void glCamera:RenderGlow(GLfloat t p, GLfloat scale)r,GLfloatg,GLfloatb,GLfloata,glPoinglPoq4;q0.xq0.y=(p.x(p.y-scale);scale);q1.xq1.y=(p.x(p

29、.y-+scale);scale);q2.xq2.y=(p.x(p.y+-scale);scale);q3.xq3.y=(p.x(p.y+scale);scale);glPushMatrix();glTranslatef(p.x, p.y, p.z);glRoglRoef(-m_HeadingDegrees, 0.0f,1.0f, 0.0f);ef(-m_PitchDegrees, 1.0f, 0.0f, 0.0f);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_GlowTexture);glColor4f(r, g, b, a);glBegin(GL_TRIANGLE_STR

30、IP);glTexCoord2f(0.0f, glVertex2f(q0.x, glTexCoord2f(0.0f, glVertex2f(q1.x, glTexCoord2f(1.0f, glVertex2f(q2.x, glTexCoord2f(1.0f, glVertex2f(q3.x, glEnd(); glPopMatrix();0.0f); q0.y); 1.0f); q1.y); 0.0f); q2.y); 1.0f);q3.y);/繪制 BigGlow 形的光暈void glCamera:RenderBigGlow(GLfloat t p, GLfloat scale)r,GL

31、floatg,GLfloatb,GLfloata,glPoinglPoq4;q0.xq0.y=(p.x(p.y-scale);scale);q1.xq1.y=(p.x(p.y-+scale);scale);q2.xq2.y=(p.x(p.y+-scale);scale);q3.xq3.y=(p.x(p.y+scale);scale);glPushMatrix();glTranslatef(p.x, p.y, p.z);glRoglRoef(-m_HeadingDegrees, 0.0f,1.0f, 0.0f);ef(-m_PitchDegrees, 1.0f, 0.0f, 0.0f);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_BigGlowTexture);glColor4f(r, g, b, a);glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);glTexCoord2f(0.0f, glVertex2f(q0.x, glTexCoord2f(0.0f, glVertex2f(q1.x, glTexCoord2f(1.0f, glVertex2f(q2.x, glTexCoord2f(1.0f, g