用OpenInventor实现的NeHe OpenGL教程&＃xff0d;第九课
这节课我们将讨论如何在3D空间中移动物体&＃xff0c;物体之间如何以透明方式显示。这节课我们还将首次讨论如何在OpenInventor中调用OpenGL函数。
在程序开始的部分我们新定义了一些变量&＃xff0c;这些变量的作用和NeHe教程中定义的变量有相同的作用。
SoTranslation* g_pZoomTrans &＃61; NULL; //用于放大/缩小场景
SoRotation* g_pTiltRotation &＃61; NULL;//倾斜场景中的物体
SoRotation* g_pAntiTiltRotation &＃61; NULL;//抵消掉场景中的倾斜
SoRotation* g_pStarSpinRotation &＃61; NULL;//旋转星星
double tilt &＃61; 3.1415926 / 2.0;//初始的倾斜角度
double zoom &＃61; -15.0;//初始Z轴位置
double spin &＃61; 0.0f;
const int iStartNums &＃61; 50; //定义星星的总数
和NeHe教程类似&＃xff0c;我们也创建一个用来描述星星位置、颜色等信息的结构体
typedef struct tag_starts
{
SoMaterial *pStarColor; //用来指定星星的颜色
SoTranslation *pStarPos; //用来指定星星距离中心的位置
SoRotation *pStarDir; //用来指定星星当前的角度
SoRotation *pAntiStarDir; //用来抵消掉星星当前角度产生的影响
float dist; //星星距离中心的位置
float angle; //星星当前的角度
} STAR;
STAR stars[iStartNums]; //定义一个星星的数组变量
在函数BuildScene中&＃xff0c;我们编写如下的代码。
void BuildScene(void)
{
NeHe教程在这节课使用了一种 glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE) 的混合透明计算方法。这种透明方式在OpenInventor提供的透明类型中没有提供。不过没有关系&＃xff0c;因为OpenInventor允许在程序中调用OpenGL的命令。当然我们不能直接调用OpenGL&＃xff0c;因为我们知道在调用OpenGL函数的时候&＃xff0c;当前线程必须要有一个合法的OpenGL Context,我们在编写OpenInventor程序的时候&＃xff0c;根本就不需要考虑OpenGL Context的事情&＃xff0c;这些事情都是OpenInventor内部的事情。如何在OpenInventor中使用OpenGL是一个比较高级的内容&＃xff0c;读者可以查阅《The Inventor Mentor》一书中第17节课的内容。本节课我们使用SoCallback节点的方法来调用OpenGL。
首先我们要向场景中增加一个SoCallback节点&＃xff0c;这个节点的作用是可以在它的回调函数中调用OpenGL函数。
SoCallback *pGlCallback &＃61; new SoCallback();
pGlCallback->setCallback(GlCB, NULL); //设置用户自定义回调函数GLCB
g_pOivSceneRoot->addChild(pGlCallback);
向场景中增加纹理对象
SoTexture2 *pTexture &＃61; new SoTexture2;
pTexture->filename.setValue("../Data/Star.png");
g_pOivSceneRoot->addChild(pTexture);
向场景增加一个平移节点&＃xff0c;主要用于放大/缩小场景中的物体。
g_pZoomTrans &＃61; new SoTranslation;
g_pZoomTrans->translation.setValue(0,0,zoom);//在Z轴方向上移动
g_pOivSceneRoot->addChild(g_pZoomTrans);
向场景中增加一个旋转节点&＃xff0c;使星星始终面向用户显示&＃xff0c;作用和NeHe中的tilt作用一样。
g_pTiltRotation &＃61; new SoRotation;
g_pTiltRotation->rotation.setValue(SbVec3f(1,0,0),tilt);
g_pOivSceneRoot->addChild(g_pTiltRotation);
g_pAntiTiltRotation &＃61; new SoRotation;
g_pAntiTiltRotation->rotation.setValue(SbVec3f(1,0,0),-tilt);
g_pStarSpinRotation &＃61; new SoRotation;
g_pStarSpinRotation->rotation.setValue(SbVec3f(0,0,1),spin);
定义一个垂直于Z轴的平面&＃xff0c;因为前面已经增加上一个纹理节点&＃xff0c;所以纹理将贴在这个平面上&＃xff0c;这个平面就显示成一个星星的图案。因为所有的星星都一样&＃xff0c;不同的只是位置和旋转方向&＃xff0c;所以我们可以定义一个Separator节点&＃xff0c;将定义一个星星的所有节点都包含在这个Separator节点中&＃xff0c;以后再共享使用这个节点。
SoSeparator *pStarFaceSetSep &＃61; new SoSeparator;
const float StarVertices[][3] &＃61; { {-1.0f, -1.0f, 0.0f}, {1.0f,-1.0f,0.0f}, {1.0f,1.0f,0.0f}, {-1.0f, 1.0f, 0.0f} };
SoCoordinate3 *StarCoords &＃61; new SoCoordinate3;
StarCoords->point.setValues(0, 4, StarVertices);
pStarFaceSetSep->addChild(StarCoords);
pStarFaceSetSep->addChild(new SoFaceSet);
下面就要开始创建iStartNums个星星
for(int i &＃61; 0; i
{
定义一个SoSeparator节点&＃xff0c;用来保存当前这个星星的所有节点&＃xff0c;这样做的目的是为了防止星星之间的节点会互相干扰。
SoSeparator *pStarSep &＃61; new SoSeparator;
g_pOivSceneRoot->addChild(pStarSep);
随机定义星星的颜色
stars[i].pStarColor &＃61; new SoMaterial;
stars[i].pStarColor->diffuseColor.setValue((rand() % 256) / 256.0,(rand() % 256) / 256.0,(rand() % 256) / 256.0);
stars[i].pStarColor->transparency &＃61; 0.3;
pStarSep->addChild(stars[i].pStarColor);
定义星星的旋转角度&＃xff0c;初始都为0。注意OpenInventor使用角度的单位为弧度
stars[i].angle &＃61; 0.0f;
stars[i].pStarDir &＃61; new SoRotation;
stars[i].pStarDir->rotation.setValue(SbVec3f(0,1,0),stars[i].angle);
pStarSep->addChild(stars[i].pStarDir);
定义星星的位置
stars[i].dist &＃61; (float(i) / (float)iStartNums) * 5.0f;
stars[i].pStarPos &＃61; new SoTranslation;
stars[i].pStarPos->translation.setValue(stars[i].dist,0,0);
pStarSep->addChild(stars[i].pStarPos);
取消掉前面设置的旋转&＃xff0c;平移。只有这样&＃xff0c;星星才能始终面向用户显示
stars[i].pAntiStarDir &＃61; new SoRotation;
stars[i].pAntiStarDir->rotation.setValue(SbVec3f(0,1,0),-stars[i].angle);
pStarSep->addChild(stars[i].pAntiStarDir);
pStarSep->addChild(g_pAntiTiltRotation);
pStarSep->addChild(g_pStarSpinRotation);
pStarSep->addChild(pStarFaceSetSep);
}
定义键盘回调节点&＃xff0c;响应用户按键事件
SoEventCallback* pEventCallback &＃61; new SoEventCallback;
pEventCallback->addEventCallback(SoKeyboardEvent::getClassTypeId(),KeyboardEventCB,g_pOivSceneRoot);
g_pOivSceneRoot->addChild(pEventCallback);
在NeHe教程中&＃xff0c;星星是不断旋转的。NeHe教程是通过在消息空闲的时候来旋转星星的。这种方式的显示效果比较好&＃xff0c;但特别占用CPU的时间。读者可以运行所有NeHe的教程例子代码&＃xff0c;可以发现所有的例子代码程序CPU占用时间均为100%.我们这里不采用NeHe的方式。我们使用一个定时器的方式来旋转星星。定时器可以使用Windows的SetTimer函数来创建。不过OpenInventor也提供定时器节点&＃xff0c;这里我们使用OpenInventor提供的定时器节点来旋转星星。关于定时器节点&＃xff0c;读者可以查阅《The Inventor Mentor》一书中第12章的内容。
SoTimerSensor * Timer &＃61; new SoTimerSensor(TimerSensorCB, NULL);
Timer->setInterval(0.001);
Timer->schedule();
}
下面我们编写SoCallback节点的响应函数&＃xff0c;在OpenInventor遍历到SoCallback节点时会调用这个函数。在这个函数中&＃xff0c;我们可以调用OpenGL命令&＃xff0c;因为这时OpenGL Context是合法的。
void GlCB(void *data, SoAction *action)
{
if (action->isOfType(SoGLRenderAction::getClassTypeId()))
{
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE);//定义混合计算公式
glEnable(GL_BLEND); //启动混合运算
glDisable(GL_DEPTH_TEST); //禁止深度检测
}
}
下面的代码是定时器响应函数&＃xff0c;定时器会每个一段时间调用一次这个函数&＃xff0c;我们在这个函数中修改星星的位置、方向和颜色。计算方法和NeHe教程中是相同的。
void TimerSensorCB(void * data, SoSensor *)
{
for(int i &＃61; 0; i
{
stars[i].dist -&＃61; 0.01f;
stars[i].angle &＃43;&＃61; (float(i) / (float)iStartNums) * 3.1415926 / 180.0;
if(stars[i].dist <0.0f)
{
stars[i].dist &＃43;&＃61; 5.0f;
stars[i].pStarColor->diffuseColor.setValue((rand() % 256) / 256.0,(rand() % 256) / 256.0,(rand() % 256) / 256.0);
}
stars[i].pStarPos->translation.setValue(stars[i].dist,0,0);
stars[i].pStarDir->rotation.setValue(SbVec3f(0,1,0),stars[i].angle);
stars[i].pAntiStarDir->rotation.setValue(SbVec3f(0,1,0),-stars[i].angle);
spin &＃43;&＃61; 0.01f * 3.1415926 / 180.0;
g_pStarSpinRotation->rotation.setValue(SbVec3f(0,0,1),spin);
}
}
下面是键盘响应函数&＃xff0c;我们在这个函数中响应上下箭头按键&＃xff0c;Page_Up/Page_Down按键
void KeyboardEventCB(void *userData, SoEventCallback *pEventCB)
{
const SoEvent *pEvent &＃61; pEventCB->getEvent();
if(SO_KEY_PRESS_EVENT(pEvent,UP_ARROW))
{
绕X轴旋转场景&＃xff0c;注意&＃xff0c;角度是弧度。
tilt -&＃61; 0.5f * 3.1415926 / 180.0;
g_pTiltRotation->rotation.setValue(SbVec3f(1,0,0),tilt);
g_pAntiTiltRotation->rotation.setValue(SbVec3f(1,0,0),-tilt);
}
else
if(SO_KEY_PRESS_EVENT(pEvent,DOWN_ARROW))
{
tilt &＃43;&＃61; 0.5f * 3.1415926 / 180.0;
g_pTiltRotation->rotation.setValue(SbVec3f(1,0,0),tilt);
g_pAntiTiltRotation->rotation.setValue(SbVec3f(1,0,0),-tilt);
}
else
if(SO_KEY_PRESS_EVENT(pEvent,PAGE_UP))
{
放大场景
zoom -&＃61; 0.2f;
g_pZoomTrans->translation.setValue(0,0,zoom);
}
else
if(SO_KEY_PRESS_EVENT(pEvent,PAGE_DOWN))
{
缩小场景
zoom &＃43;&＃61; 0.2f;
g_pZoomTrans->translation.setValue(0,0,zoom);
}
pEventCB->setHandled();
}
剩下的代码和以前的代码都一样了。
现在编译运行我们程序&＃xff0c;屏幕上显示一群不断旋转的星星&＃xff0c;效果很cool。读者可以试试按下左右方向键和PnUp/PnDn键&＃xff0c;观察星星产生的变化。效果和NeHe第九课是相同的。
本课的完整代码下载。&＃xff08;VC 2003 &＃xff0b; Coin2.5&＃xff09;
后记
OpenInventor是一种基于OpenGL的面向对象的三维图形软件开发包。使用这个开发包&＃xff0c;程序员可以快速、简洁地开发出各种类型的交互式三维图形软件。这里不对OpenInventor做详细的介绍&＃xff0c;读者如果感兴趣&＃xff0c;可以阅读我的blog中的这篇文章《OpenInventor 简介》。
NeHe教程是目前针对初学者来说最好的OpenGL教程&＃xff0c;它可以带领读者由浅入深&＃xff0c;循序渐进地掌握OpenGL编程技巧。到目前为止&＃xff08;2007年11月&＃xff09;&＃xff0c;NeHe教程一共有48节。我的计划是使用OpenInventor来实现所有48节课程同样的效果。目的是复习和巩固OpenGL的知识&＃xff0c;同时与各位读者交流OpenInventor的使用技巧。
因为篇幅的限制&＃xff0c;我不会介绍NeHe教程中OpenGL的实现过程&＃xff0c;因为NeHe的教程已经讲解的很清楚了&＃xff0c;目前网络中也有NeHe的中文版本。我将使用VC 2003作为主要的编译器。程序框架采用和NeHe一样的Win32程序框架&＃xff0c;不使用MFC。程序也可以在VC Express&＃xff0c;VC 2005/2008中编译。我采用的OpenInventor开发环境是Coin&＃xff0c;这是一个免费开源的OpenInventor开发库。文章 《OpenInventor&＃xff0d;Coin3D开发环境》 介绍了如何在VC中使用Coin。我使用的Coin版本是2.5。读者可以到 www.coin3d.org 中免费下载。
读者可以在遵循GNU协议的条件下自由使用、修改本文的代码。水平的原因&＃xff0c;代码可能不是最优化的&＃xff0c;我随时期待读者的指正和交流。转载请注明。谢谢。
我的联系方式&＃xff1a;
E-mail:
Blog:
Site:
京公网安备 11010802041100号