Модель трехмерной сцены и библиотека OpenGL

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет

им. первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Теплоэнергетический факультет

КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ

Курсовая работа

по дисциплине «Компьютерная графика»

Модель трехмерной сцены и библиотека OpenGL

Студент: Котовский В.В.

Екатеринбург,

2010

Формулировка задачи

Средствами графической библиотеки OpenGL построить динамическую трехмерную сцену, включающую заданные тело и поверхность вида z=f(x,y). Заданные графические объекты должны быть представлены в следующих видах:

·  в виде каркасной модели, позволяющей видеть контуры примитивов, из которых составлены объекты;

·  в виде реалистических изображений, построенных с учетом параметров источника освещения и параметров отражающих свойств материала;

·  в виде объектов с наложенной на них текстурой.

Заданное тело: вентилятор.

Заданная поверхность: ,

где а, b – параметры.

Описание представления тела

Каркасные модели и поверхности могут быть представлены с помощью примитивов OpenGL, таких как:

×  GL_LINES

×  GL_LINE_STRIP

×  GL_LINE_LOOP

×  GL_TRIANGLES

×  GL_TRIANGLE_STRIP

×  GL_TRIANGLE_FAN

×  GL_QUADS

×  GL_QUAD_STRIP

×  GL_POLYGON

× 

Примитивы LINE могут быть использованы только для создание, например, сетки, поскольку нормали к ним не пропишешь и освещение на них не будет правильно отображаться.

Примитивы TRIANGLE и QUAD применимы для создания, пожалуй, всех поверхностей и тел – куб, пирамида, параллелепипед, сфера, цилиндр и т.д. С использованием TRIANGLE поверхности и тела получаются верно сглаженными при меньшем разбиении, нежели с QUAD.

Примитив POLYGON применим для получения круга.

В данной работе используются примитивы: GL_QUADS, GL_LINES, GL_POLYGON для построение каркасной модели тела, а для построения поверхности используется GL_QUADS.

Составные части модели вентилятора

Сетка

Сетка вентилятора составлена из трех основных частей

-   Круговая составляющая сетки

где bFan+17 – радиус окружности, rWeb – разбиение окружности

Фрагмент кода программы круговой составляющей сетки

q=0;

while(q<rWeb)

{

glBegin(GL_LINES);

glVertex3f(0,(bFan+17)*sin(q*2*M_PI/rWeb),(bFan+17)*cos(q*2*M_PI/rWeb));

glVertex3f(0,(bFan+17)*sin((q+1)*2*M_PI/rWeb),(bFan+17)*cos((q+1)*2*M_PI/

rWeb));

glEnd();

q++;

}

-   Дуговая составляющая сетки

где bFan+2 – радиус полуокружности, rWeb – разбиение окружности

Фрагмент кода программы дуговой составляющей сетки

int iWeb=0;

while(iWeb<rWeb)

{

glBegin(GL_LINES);

glVertex3f((bFan+2)*cos(iWeb*M_PI/rWeb),(bFan+2)*sin(iWeb*M_PI/rWeb)+15,0);

glVertex3f((bFan+2)*cos((iWeb+1)*M_PI/rWeb),(bFan+2)*sin((iWeb+1)*M_PI/rWeb)+15,0);

 glEnd();

 iWeb++;

}

-   Косой прут сетки

где a, b – параметры отрезка

Фрагмент кода программы косого прута сетки

glBegin(GL_LINES);

glVertex3f(bFan+2,15,0);

glVertex3f(bFan,rFan,0);

glEnd();