Пульт управления

3.  Пульт управления

Пульт управления вентилятором составлен из четырех основных частей

-   Основание пульта

Элемент строится из цилиндра с разбиением уменьшенным до 4х.

Фрагмент кода программы основания пульта

M=4;

float qLeg=0;

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,texture5);

while (qLeg<M)

{

glBegin(GL_QUADS);

 glNormal3f(0,sin(M_PI/4+qLeg*M_PI/2),cos(M_PI/4+qLeg*M_PI/2));

 glTexCoord2d(0,qLeg/M);

 glVertex3f(-1,sin((2*M_PI*qLeg)/M),cos((2*M_PI*qLeg)/M));

 glTexCoord2d(0,(qLeg+1.0)/M);

 glVertex3f(-1,sin((2*M_PI*(qLeg+1))/M),cos((2*M_PI*(qLeg+1))/M));

glTexCoord2d(1,(qLeg+1.0)/M);

 glVertex3f(1,sin((2*M_PI*(qLeg+1))/M),cos((2*M_PI*(qLeg+1))/M));

glTexCoord2d(1,qLeg/M);

 glVertex3f(1,sin((2*M_PI*qLeg)/M),cos((2*M_PI*qLeg)/M));

 glEnd();

 qLeg=qLeg+1.0;

}

-   Крышки для пульта

Элемент состоит из квадрата, фрагмент кода которого содержался еще в описании ножки стойки вентилятора.

-   Кнопки на пульте

Элемент состоит из цилиндра и круга, примитивов описанных ранее.

Описание освещения фигуры

Освещение тела происходит в OpenGL благодаря включению функции SetupLighting() с необходимыми параметрами и условиями, а также за счет правильной расстановки нормалей к примитивам, из которого состоит тело. Чтобы задаваемые нормали нормировались автоматически необходимо включить функцию – glEnable(GL_NORMALIZE);

Подробней остановимся на нахождении нормалей к отдельным элементам тела.

Всего нормали были найдены и прописаны в код программы для 6 примитивов, элементов тела.

1.  Лопасть

Для определения нормалей лопасти, поскольку она представляет собой некую поверхность, была использована аналитическая формула для нахождения уравнения поверхности по трём точкам и формула для нахождения нормали к поверхности, что находится через частные производные уравнения поверхности.

 

- уравнение поверхности, D не считаем, поскольку оно не влияет на выбор нормали.

Тогда координаты для нормали функции glNormal3f(a1,a2,a3) ,будет высчитываться по следующим формулам:

Исходя из записи уравнения поверхности и формулам, выписанные для коэффициентов в этой формуле получим:

Проведя расчет по данным формулам, получим что:

Для одинаково верного отображения освещения лопасти вентилятора как с одной, так и с другой стороны пришлось прибегнуть к подключению двустороннего освещения с помощью функции glLightModelf(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, k), где к =1 для включения и к =0 для её вылючения.

2.  Цилиндр

Чтобы определить нормаль для цилиндра нужно координату, что изменяется линейно оставить нулевой, а две другие координаты будут совпадать с соответствующими координатами цилиндра ввиду того, что в основании цилиндра лежит окружность.

В итоге получим координаты нормали:

(0,sin((2*M_PI*qRoll)/M),cos((2*M_PI*qRoll)/M));

3.  Круг

Нормаль для круга определяется как перпендикуляр к этой поверхности.

4.  Квадрат

Нормаль для квадрата определяется аналогичным образом как и для круга.

5.  Параллелепипед

У параллелепипеда нормаль определяется перпендикуляром к каждой грани и значит для всей грани нормаль будет одна и направлена наружу.

6.  Полусфера

Нормаль для полусферы определяется координатами самой фигуры, поэтому просто переписаны координаты из glVertex3f в glNormal3f.

Графическое представление тела с освещением

Описание наложения текстуры на тело

Для наложения текстур на тела, поверхности применяется функция SetupTextures(); В своей работе я использовал 4 вида текстуры, различных размеров. Текстура накладывается на цилиндр, параллелепипед, лопасть, квадрат. Способ наложения примитивно прост. По порядку разберёмся с каждой из фигур.

-   Цилиндр.

Для того, чтобы наложить текстуру на фигуру необходимо было абстрактно раскрутить цилиндр в ровную поверхность, прямоугольник и сопоставить координаты полученного прямоугольника с координатами текстуры, как показанно на рисунках.

	Текстура

-   Параллелепипед.

По аналогии с цилиндром абстрактно раскучиваем параллелепипед и наложим текстуру.

-   Лопасть.

На лопасть текстура накладывается также исходя из особенности посторения. Поскольку лопасть получается путем видоизменения прямоугольника, т.е. строится из прямоугольником накладывающихся сторонами друг на друга и поворачивающихся по мере наложения на некий угол, то на лопасть текстура накладывается по аналогии с прямоугольником, как это было показано на цилиндре.

-   Квадрат.

Текстура на квадрат накладывается один к одному с существующими координатами.

Графическое представление тела с текстурой

Описание представления поверхности

Поверхность  строится перебором координат x и y в пределах от -N до N и вычислением для каждой пары (x,y) значения z.

Нормаль к поверхности в точке  находятся через честные производные функции  по x, y, z

Примечание: Поскольку при обходе циклов по i и j они оба обращаются в ноль, то для того, чтобы избежать выход из области действительных значений координат в выражения для вектора нормали по х и по у вписаны незначительные для конечного результата добавки.

Текстура на поверхность накладывается целиком и растягивается по размерам поверхности. Наложение происходит соотношением координат поверхности и координат текстуры так, что каждому QUAD, из которого строится поверхность, соотносится часть растрового изображения, разбивая его, свои образом, на сетку. Координаты текстуры для точки :

 

Графическое представление поверхности

Список используемой литературы

1.  А.В. Боресков. Графика Трехмерной Компьютерной Игры на Основе OpenGL. М.: «Диалог-МИФИ»,2004

2.  Ю.М. Боянковский, А.В. Игнатенко, А.И. Фролов. Графическая библиотека OpenGL. уч.-мет.пособие. Москва,2003

3.  NeHe Tutorials