c - 使用 OpenGL 的 cometd Wild 2 形状数据的基本渲染

Question

我想学习 OpenGL，并决定从一个非常简单的示例开始 - 根据 Stardust 航天器的测量结果推断出 cometd Wild 2 的形状(有关数据的详细信息:http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/masterCatalog.do?ds=PSSB-00133)。请记住，我对 OpenGL 一无所知。一些 Google-fu 帮助我得到了下面显示的代码。尽管我尽了最大努力，我的 cometd 还是烂透了:

我希望它看起来更漂亮，但我不知道如何进行(除了阅读红皮书或类似书籍)。例如:

• 如何制作非常基本的形状“线框”渲染？
• 假设太阳沿“底部”方向(即沿 -Y)，我如何添加光线并在另一侧看到阴影？
• 如何添加“鼠标事件”以便旋转 View 和放大/缩小？

如何让这个怪物看起来更漂亮？对在线教程或代码示例的任何引用？

我将源代码、数据和 makefile(用于 OS X)放在 bitbucket 中:

Mercurial 克隆 https://arrieta@bitbucket.org/arrieta/learning-opengl

数据由 8,761 个三元组(顶点，在 body 固定的框架中)和 17,518 个三角形(每个三角形都是整数三元组，指的是 8,761 个顶点三元组之一)组成。

#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;  
}

编辑

情况开始好转，我现在有大量资源可以暂时研究。仍然很糟糕，但我的问题已经得到解答!

我添加了法线，可以在“纹理”和线框之间来回切换:

附言。 repository显示了根据 SeedmanJ 的建议所做的更改。

Answer 1

在 OpenGL 中更改为线框渲染真的很容易，你必须使用

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

并切换回填充渲染，

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);

关于灯光，OpenGL 允许您使用最多 8 种不同的灯光，通过法线和 Material 生成最终渲染。您可以通过以下方式激活照明模式:

glEnable(GL_LIGHTING);

然后使用以下任一方式激活您的每个灯:

 glEnable(GL_LIGHT0);
 glEnable(GL_LIGHT1);

要改变一个灯光属性，比如它的位置，请看 http://linux.die.net/man/3/gllightfv

如果您使用 glBegin() 方法，则必须为您定义的每个顶点设置法线。在 VBO 渲染中它是相同的，但法线也包含在 vram 中。在glBegin()方法中，可以使用

glNormal3f(x, y, z); for example

对于您定义的每个顶点。

有关您可以做什么的更多信息，红皮书是一个很好的开始。

移动“场景”是 OpenGL 间接允许您做的另一件事。因为这一切都适用于矩阵，

你可以使用

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

管理键事件和鼠标事件(我几乎可以肯定)与 OpenGL 无关，它取决于您使用的库，例如 glut/SDL/... 所以您必须引用他们自己的文档。

最后，有关您可以使用的一些功能的更多信息，http://www.opengl.org/sdk/docs/man/ ，还有一个教程部分，引导您访问不同的有趣网站。

希望这对您有所帮助!