c++ - 如何在 openGL 中正确显示球体

Question

我对 openGL/glut 了解不多，但我以前曾成功地使用过它来处理 2D 中的一些极其简单的事情。现在我希望能够在 3D 中绘制球体。我正在尝试模拟粒子碰撞，所以我真正需要在图形端做的就是绘制球体。这是我的失败尝试

void renderScene()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glLoadIdentity();
            // Set the camera
    gluLookAt(1.0f, 1.0f, 1.0f,
              0.0f, 0.0f, 0.0f,
              0.0f, 1.0f, 0.0f);

    glutSwapBuffers();
}

void timerProc(int arg)
{
    glutTimerFunc(50,timerProc,0);

    // Reset transformations
    glLoadIdentity();
    // Set the camera
    gluLookAt(1.0f, 1.0f, 1.0f,
              0.0f, 0.0f, 0.0f,
              0.0f, 1.0f, 0.0f);

    glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

    glColor3f(0.0,0.0,0.0);  //color = black
    glPushMatrix();
        glTranslated(0,0,0);
        glutSolidSphere(.74, 500, 500);
    glPopMatrix();

    glutSwapBuffers();
}

int main(int argc, char **argv)
{
    srand(time(NULL));
    init();

    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
    glutInitWindowPosition(50,30);
    glutInitWindowSize(glutGet(GLUT_SCREEN_WIDTH)-80,glutGet(GLUT_SCREEN_HEIGHT)-60);

    mainWindow=glutCreateWindow("New Window"); //global variable

    WIDTH=glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH); //global variable
    HEIGHT=glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT); //global variable

    glutDisplayFunc(renderScene);

    glEnable(GL_BLEND);
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

    glutTimerFunc(50,timerProc,0);
    glutMainLoop();
    return 0;
}

希望我所有的问题都源于一个非常基本的错误......由于某种原因，这会创建一个椭圆形。而且，虽然椭圆很大(可能是屏幕宽度和高度的 1/8)，但如果我将半径降低到 0.73，它就会消失，我猜是因为它太小了，看不见。我要怎么做才能让这个球体像你期望的那样显示为圆形，这样我就可以看到给定体积中发生的一切，比如说一个 10x10x10 的盒子，就像你站在旁边一样一盒粒子飞来飞去并凝视着它，或者一个合理的近似值。现在很难说出我到底在看什么(我知道我站在 1,1,1 处看着原点，但很难准确把握我在看什么)另外，偶尔当我运行它时，整个屏幕都是黑色的。然后，当我清理并构建并再次运行时，一切都很好。这不是一个大问题，但很烦人，我很想了解发生了什么。另外，当切片和堆叠的数量较少时，如果半径大它看起来很好，但是当半径小时它变得非常扭曲，我认为这很奇怪......

Answer 1

您在这里遇到的主要问题是 Z 裁剪。场景的初始 Z 范围是 (-1, 1)，因此您只能看到实际球体的一部分，通过改变其大小，您会超出 Z 范围。

Image

我在代码中看到了几个问题。了解 GLUT 工作流的实际工作原理是很好的。

让我们看看代码做错了什么。

主要内容

int main(int argc, char **argv)
{
    srand(time(NULL));
    init();

    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
    glutInitWindowPosition(50, 30);
    glutInitWindowSize(glutGet(GLUT_SCREEN_WIDTH) - 80, 
                       glutGet(GLUT_SCREEN_HEIGHT) - 60);

    mainWindow = glutCreateWindow("New Window"); //global variable

    WIDTH = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH); //global variable
    HEIGHT = glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT); //global variable

    glutDisplayFunc(renderScene);

在这里定义显示函数。每次必须使窗口内容无效时都会调用它。在这种情况下，它仅在开始时无效。 renderScene 函数没有做任何很棒的事情，只是清除屏幕。所以一开始你会得到一个黑屏。

    glEnable(GL_BLEND);
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

目前不需要混合。您可以完全跳过该部分。

    glutTimerFunc(50, timerProc, 0);

现在您将 timerProc 函数设置为在 50 毫秒后调用。

    glutMainLoop();

如文档所述:glutMainLoop 进入 GLUT 事件处理循环。在 GLUT 程序中，该例程最多应调用一次。一旦调用，此例程将永远不会返回。它将根据需要调用任何已注册的回调。

    return 0;
}

渲染场景

void renderScene()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

这是您清除屏幕的唯一地方。 Timer Func 不会这样做。

    glLoadIdentity();

您正在重置矩阵。

    // Set the camera
    gluLookAt(1.0f, 1.0f, 1.0f,
        0.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 1.0f, 0.0f);

设置矩阵。 (准确地说是一个矩阵)

    glutSwapBuffers();

无需绘制任何内容即可交换缓冲区。

}

每次必须重绘窗口框架时都会调用场景渲染函数。

计时器

此函数确实依赖于首先由 renderScene 清除的屏幕。 void timerProc(int arg) { glutTimerFunc(50, timerProc, 0);

    // Reset transformations
    glLoadIdentity();
    // Set the camera
    gluLookAt(1.0f, 1.0f, 1.0f,
        0.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 1.0f, 0.0f);

    glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

这次不清理。仅设置颜色。

    glColor3f(0.0, 0.0, 0.0);  //color = black
    glPushMatrix();
    glTranslated(0, 0, 0);
    glutSolidSphere(.74, 500, 500);
    glPopMatrix();

    glutSwapBuffers();
}

如何解决？

只需设置矩阵。具有适当的 Z 范围。

void resetTransformations() {
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glOrtho(-1, 1, -1, 1, -1000, 1000);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    gluLookAt(1.0f, 1.0f, 1.0f,
        0.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 1.0f, 0.0f);
}

void renderScene()
{
    glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    // Reset transformations
    resetTransformations();

    // Just to see some triangles
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

    glColor3f(0.0, 0.0, 0.0);  //color = black
    glPushMatrix();
    glTranslated(0, 0, 0);
    glutSolidSphere(0.74, 500, 500);
    glPopMatrix();

    glutSwapBuffers();
}

int main(int argc, char **argv)
{
    srand(time(NULL));

    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
    glutInitWindowPosition(50, 30);
    glutInitWindowSize(256, 256);

    mainWindow = glutCreateWindow("New Window"); //global variable

    WIDTH = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH); //global variable
    HEIGHT = glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT); //global variable

    glutDisplayFunc(renderScene);
    glutIdleFunc(renderScene);

    glutMainLoop();
    return 0;
}