OpenGL系统设计-4 三维建模

来源：互联网发布：数据库union -1 编辑：程序博客网时间：2024/05/04 22:11

在前面一章里，尽管图形能够在三维空间旋转，但看起来还是不像三维图形。因此，要生成真正三维的图形，必须将二维图形进行组合、建模，组成三维图形。如同QUAKE中的人物，也是由很多多边形或三角形构成表面，再进行各种处理，当组成人物全部外表面的多边形和三角形同时协调的运动时，看起来就像一个真正的人在运动了。

建立一个人物的模型比较复杂一些，我们先从简单的开始。

1.1 简单三维模型

首先利用四个三角形和一个四边形组合起来建立一个四棱锥，为了便于识别，每个面采用不同的颜色。整个四棱锥的创建在DrawPyramid()中实现。

void DrawPyramid()

{

glBegin(GL_TRIANGLES);

//第一个三角形，红色

glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);

glVertex3f(0.0f, 0.5f, 0.0f);

glVertex3f(1.0f, 0.0f, -1.0f);

glVertex3f(-1.0f, 0.0f, -1.0f);

//第二个三角形，也从棱锥的顶点开始，设置为绿色

glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);

glVertex3f(0.0f, 0.5f, 0.0f);

glVertex3f(-1.0f, 0.0f, -1.0f);

glVertex3f(-1.0f, 0.0f, 1.0f);

//第三个三角形，设置为蓝色

glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);

glVertex3f(0.0f, 0.5f, 0.0f);

glVertex3f(-1.0f, 0.0f, 1.0f);

glVertex3f(1.0f, 0.0f, 1.0f);

//第四个三角形，设置为黄色

glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);

glVertex3f(0.0f, 0.5f, 0.0f);

glVertex3f(1.0f, 0.0f, 1.0f);

glVertex3f(1.0f, 0.0f, -1.0f);

glEnd();

//棱椎下面的四边形/正方形，采用混合颜色

glBegin(GL_QUADS);

glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); //红色

glVertex3f(1.0f, 0.0f, 1.0f);

glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); //绿色

glVertex3f(-1.0f, 0.0f, 1.0f);

glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); //蓝色

glVertex3f(-1.0f, 0.0f, -1.0f);

glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f); //黄色

glVertex3f(1.0f, 0.0f, -1.0f);

glEnd();

}

无论在哪里，立方体都是最典型的三维物体。接下来，我们创建一个立方体。为了简便起见，所有的表面全部用纯色，不使用混合颜色。绘制多个四边形时，可以每一个四边形一对glBegin~glEnd。也可以在一对glBegin~glEnd中绘制全部的四边形，每四个定点定义了一个四边形。如果绘制n个四边形，则需要4n个顶点。其中4i-3,4i-2,4i-1,4i四个顶点定义的是第i个四边形。立方体的六个面则需要24个顶点。

void DrawCube()

{

glBegin(GL_QUADS); // 开始绘制立方体

glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // 顶面采用蓝色

glVertex3f( 1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的右上顶点

glVertex3f(-1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的左上顶点

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左下顶点

glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右下顶点

glColor3f(1.0f,0.5f,0.0f); // 底面采用成黄色

glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的右上顶点

glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的左上顶点

glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的左下顶点

glVertex3f( 1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的右下顶点

glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // 前面，正对着我们的面采用红色

glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上顶点

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上顶点

glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的左下顶点

glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的右下顶点

glColor3f(1.0f,1.0f,0.0f); // 后面，背对着我们的面，采用黄色

glVertex3f( 1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的右上顶点

glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的左上顶点

glVertex3f(-1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的左下顶点

glVertex3f( 1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的右下顶点

glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // 左面采用蓝色

glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的右上顶点

glVertex3f(-1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的左上顶点

glVertex3f(-1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的左下顶点

glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的右下顶点

glColor3f(1.0f,0.0f,1.0f); // 右面采用紫色

glVertex3f( 1.0f, 1.0f,-1.0f); // 四边形的右上顶点

glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 四边形的左上顶点

glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 1.0f); // 四边形的左下顶点

glVertex3f( 1.0f,-1.0f,-1.0f); // 四边形的右下顶点

glEnd(); // 立方体绘制结束

}

为了降低场景变化的速度，使我们能够仔细观察程序的运行效果，在glMain()中，增加了Sleep(100)语句，即每次渲染延迟100毫秒。glTranslatef(1.0f, 0.0f, float(-12+10*sin(i)))不停变换四棱锥在Z轴的距离，看起来四棱锥像是被弹簧拉伸一样。glRotatef(angle,1.0f,1.0f,1.0f)使四棱锥和立方体都沿X、Y、Z轴旋转。

void glMain()

{

Sleep(100); //暂停100毫秒

static int angle = 0;

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

static int i;

glLoadIdentity(); //加载单位矩阵

glTranslatef(1.0f, 0.0f, float(-12+10*sin(i))); // 变换物体离观察者的距离

i++;

glRotatef(angle,1.0f,1.0f,1.0f); // 在XYZ轴上旋转棱锥

DrawPyramid();

glLoadIdentity(); //加载单位矩阵

glTranslatef(-2.5f,0.0f,-8.0f); // 把立方体放在屏幕的左侧

glRotatef(angle,1.0f,1.0f,1.0f); // 在XYZ轴上旋转立方体

DrawCube();

angle++;

SwapBuffers(hDC);

}

图4-1 简单三维模型