Базовый рендеринг кометы Дикие данные формы 2 с использованием OpenGL

Question

Я хочу изучить OpenGL и решил начать с очень простого примера - визуализации формы кометы Wild 2, как это было сделано из измерений с космического корабля Stardust (подробности о данных в : http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/masterCatalog.do?ds=PSSB-00133). Пожалуйста, имейте в виду, что я абсолютно ничего не знаю о OpenGL. Некоторые Google-fu помогли мне дойти до кода, представленного ниже. Несмотря на все мои усилия, моя комета сосет:

Я хотел бы, чтобы она выглядела симпатичнее, и я понятия не имею, как поступить (кроме чтения Красную книгу, или аналогичный). Например:

• Как я могу сделать очень простой «каркасный» рендеринг формы?
• Предположим, что Солнце находится в «нижнем» направлении (то есть вдоль -Y), как я могу добавить свет и увидеть тень на другой стороне?
• Как добавить «события мыши», чтобы я мог поворачивать свой просмотр и увеличивать/уменьшать масштаб?

Как я могу сделать этот монстр более красивым? Любые ссылки на онлайновые учебники или примеры кода?

Я поместил исходный код, данные и Makefile (для OS X) в BitBucket:

рт.ст. клона https://arrieta@bitbucket.org/arrieta/learning-opengl

Данные состоят из 8,761 триплетов (вершин, в кадре тела фиксированной) и 17 518 треугольников (каждый треугольник представляет собой триплет целых чисел, относящихся к одному из 8 761 вершинных триплетов).

#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h> 

#include<OpenGL/gl.h> 
#include<OpenGL/glu.h> 
// I added this in case you want to "copy/paste" the program into a 
// non-Mac computer 
#ifdef __APPLE__ 
# include <GLUT/glut.h> 
#else 
# include <GL/glut.h> 
#endif 

/* I hardcoded the data and use globals. I know it sucks, but I was in 
    a hurry. */ 
#define NF 17518 
#define NV 8761 
unsigned int fs[3 * NF]; 
float vs[3 * NV]; 
float angle = 0.0f; 

/* callback when the window changes size (copied from Internet example) */ 
void changeSize(int w, int h) { 
    if (h == 0) h = 1; 
    float ratio = w * 1.0/h; 
    glMatrixMode(GL_PROJECTION); 
    glLoadIdentity(); 
    glViewport(0, 0, w, h); 
    gluPerspective(45.0f, ratio, 0.2f, 50000.0f); /* 45 degrees fov in Y direction; 50km z-clipping*/ 
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW); 
} 

/* this renders and updates the scene (mostly copied from Internet examples) */ 
void renderScene() { 
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); 
    glLoadIdentity(); 
    gluLookAt(0.0f, 0.0f, 10000.0f, /* eye is looking down along the Z-direction at 10km */ 
      0.0f, 0.0f, 0.0f,  /* center at (0, 0, 0) */ 
      0.0f, 1.0f, 0.0f); /* y direction along natural y-axis */ 

    /* just add a simple rotation */ 
    glRotatef(angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f);  
    /* use the facets and vertices to insert triangles in the buffer */ 
    glBegin(GL_TRIANGLES); 
    unsigned int counter; 
    for(counter=0; counter<3 * NF; ++counter) { 
    glVertex3fv(vs + 3 * fs[counter]); /* here is where I'm loading 
              the data - why do I need to 
              load it every time? */ 
    } 
    glEnd(); 
    angle += 0.1f;    /* update the rotation angle */ 
    glutSwapBuffers(); 
} 


int main(int argc, char* argv[]) { 
    FILE *fp; 
    unsigned int counter; 


    /* load vertices */ 
    fp = fopen("wild2.vs", "r"); 
    counter = 0; 
    while(fscanf(fp, "%f", &vs[counter++]) > 0); 
    fclose(fp); 

    /* load facets */ 
    fp = fopen("wild2.fs", "r"); 
    counter = 0; 
    while(fscanf(fp, "%d", &fs[counter++]) > 0); 
    fclose(fp); 

    /* this initialization and "configuration" is mostly copied from Internet */ 
    glutInit(&argc, argv); 
    glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA); 
    glutInitWindowPosition(0, 0); 
    glutInitWindowSize(1024, 1024); 
    glutCreateWindow("Wild-2 Shape"); 

    glEnable(GL_LIGHTING); 
    glEnable(GL_LIGHT0); 
    glEnable(GL_DEPTH_TEST); 

    GLfloat mat_specular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 }; 
    GLfloat mat_shininess[] = { 30.0 }; 
    GLfloat light_position[] = {3000.0, 3000.0, 3000.0, 0.0 }; 
    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); 
    glShadeModel (GL_SMOOTH); 
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular); 
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess); 
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position); 

    glutDisplayFunc(renderScene); 
    glutReshapeFunc(changeSize); 
    glutIdleFunc(renderScene); 

    glutMainLoop(); 
    return 0; 
} 

EDIT

Это начинает выглядеть лучше, и у меня сейчас много ресурсов, чтобы изучить на некоторое время. Он все еще сосет, но на мои вопросы ответили!

Я добавил нормалей, и может переключаться между "текстурой" и каркасные:

PS. В repository показаны изменения, внесенные в соответствии с предложениями SeedmanJ.

Answer 1

Это очень легко изменить в каркасном рендеринга в OpenGL, вы должны будете использовать

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); 

и переключиться обратно на оказание наполняющей

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL); 

О фары, OpenGL позволяет использовать не более 8 различных огней, генерируя окончательный рендеринг благодаря нормалям и материалам. Вы можете активировать режим освещения с:

glEnable(GL_LIGHTING); 

, а затем активировать каждый из ваших огней либо:

glEnable(GL_LIGHT0); 
glEnable(GL_LIGHT1); 

изменить свет свойство, как его положение, пожалуйста, посмотрите на http://linux.die.net/man/3/gllightfv

Вам нужно будет настроить свои нормали для каждой вершины, которую вы определяете, если вы используете метод glBegin(). В визуализации VBO это то же самое, но нормали также содержатся в vram. В методе glBegin() вы можете использовать

glNormal3f(x, y, z); for example 

для каждой вершины, которую вы определяете.

И для получения дополнительной информации о том, что вы можете сделать, красная книга - это хороший способ начать.

Перемещение вашей «сцены» - это еще одна вещь, которую OpenGL косвенно позволяет вам делать. Как все это работает с матрицей,

вы можете использовать либо

glTranslate3f(x, y, z); 
glRotate3f(num, x, y, z); 
.... 

Управление ключевых событий и событий мыши имеет (я почти уверен, что) ничего общего с OpenGL, это зависит от импровизировать вашего используя, например, glut/SDL/..., поэтому вам придется ссылаться на свои собственные документы.

Окончательно, для получения более подробной информации о некоторых из функций, которые вы можете использовать, http://www.opengl.org/sdk/docs/man/, а также учебная часть, ведущая вас к различным интересным веб-сайтам.

Надеюсь, это поможет!

Answer 2

Как я могу сделать очень простой «каркасный» рендеринг формы?

glPolygonMode(GL_FRONT, GL_LINE);

Пусть Солнце вдоль «дна» направлении (то есть, по -Y), как я могу добавить свет и увидеть тень на другой стороне?

Хорошие тени сложны, особенно с трубопроводом с фиксированной функцией.

Но перед этим вам нужно normals, чтобы пойти с вашими вершинами.Вы можете рассчитать per-face normals pretty easily.

Как добавить «события мыши», чтобы я мог поворачивать свой просмотр и увеличивать/уменьшать масштаб?

Попробуйте обработчики мышки here.

Answer 3

Хотя мне нравится говорить «Начните с чего-то более простого», я думаю, иногда вам нужно «погрузиться», чтобы получить хорошее понимание, на небольшой промежуток времени! Отлично сработано!

Кроме того, если вы хотите пример, пожалуйста, спросите ... я написал хорошо документированы, и эффективный, но читаемым чистый Win32 (Нет .NET или MFC) OpenGL FPS!

Хотя кажется, что другие люди ответили на большинство вопросов ... Я могу вам помочь, если вы хотите, может быть, сделать прохладную текстуру (если у вас ее нет) ...

Чтобы ответить на этот вопрос:

glBegin(GL_TRIANGLES); 
    unsigned int counter; 
    for(counter=0; counter<3 * NF; ++counter) { 
    glVertex3fv(vs + 3 * fs[counter]); /* here is where I'm loading 
              the data - why do I need to 
              load it every time? */ 
} 
glEnd(); 

Это оказывает вершины 3D-модели (в случае, если вид изменился) и используя DC (контекст устройства), BitBlt-х IT- на окна ! Это нужно сделать многократно (в случае, если что-то заставило окно очистить) ...