Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
20
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему:
«Управление элементами поверхности»
Орел, 2010
Введение
Понятие «компьютерная графика» существует уже давно. Трудно определить, когда именно и кем были разработаны первые понятия компьютерной графики. В настоящее время компьютерная графика – это огромный мир, такой же, как мир операционных систем, или программирования, это нечто большее, чем просто графика. Вообще, все, что на компьютере рисует пользователь – это и есть компьютерная графика.
Компьютерная графика применяется в самых разнообразных сферах деятельности человека: в кино, в сфере рекламы, в полиграфии, в информационных сферах (телевидение, интернет), в сфере игростроения и многих других.
Исходя из этого, давайте подробно рассмотрим значимость компьютерной графики на сегодняшний день. Киноиндустрия получает ежегодную многомиллионную прибыль от фильмов, в которых использованы современные спецэффекты. Вспомнить хотя бы такие известные фантастические фильмы, как Люди в черном, Матрица и тому подобные. Во всех них использовалась компьютерная графика, создающая эффект максимальной реалистичности происходящего. Смотря на все происходящее в фильме, создается впечатление, что все это было на самом деле.
Компьютерная графика широко используется на телевидении. Все больше и больше последнее время компьютерная графика используется при создании красивых телевизионных заставок, которые вещают на телеканалах. Красивые заставки – это залог успеха телеканала. Последнее время проводятся даже соревнования между телеканалами, у кого лучше заставка. Компьютерная графика стала самым основный ресурсом, который затрачивается при создании компьютерных игр. Любая компьютерная графика представляется в играх в так называемом трехмерном виде, или 3d. Данным подразделением компьютерной графики занимаются специализированные графические редакторы, например Maya, 3d-Studio Max.
Целью данной курсовой работы является получение практических знаний по курсу компьютерная графика.
Задачами является изучение основных возможностей создания трехмерных объектов в OpenGL, наложения текстур.
Целью данной курсовой работы является получение практических знаний по курсу компьютерная графика. С помощью возможностей OpenGL будет создана модель управления элементами поверхности.
Задачами является изучение основных возможностей создания трехмерных объектов, наложения текстур, работа с координатами.
Для упрощения описания работы программы, алгоритм выполнения
был разбит на части: подключение библиотек, создание поверхности ландшафта, изменение поверхности ландшафта, реализация ориентирования на поверхности.
Сначала необходимо инициализировать библиотеки и установить
общие свойства сцены. Для этого создадим обработчик события onCreate формы и занесем в него следующий код:
InitOpenGL(Handle);
glViewport (0, 0, ClientWidth-Panel1. Width, ClientHeight);
glClearColor (0,0,0,0);
glEnable (GL_DEPTH_TEST);
glMatrixMode (GL_PROJECTION);
gluPerspective (30.0, ClientWidth / ClientHeight, 0.1, 1000.0);
glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity;
Первый оператор инициализирует библиотеку OpenGL и устанавливает связь с окном приложения, в котором будет производиться вывод. После получения контекста воспроизведения сообщаем системе OpenGL о том, что необходимо корректировать построения в соответствии с глубиной командой glEnable (GL_DEPTH_TEST). Команда glClearColor определяет величину, которой будет заполняться буфер цвета при его очистке, т.е. это будет цвет фона –черный.
Для того чтобы создать ландшафт, было принято решение использовать массив, в котором будет храниться высота координат:
Var
…
height:array [-11..11, -11..11] of single;
…
При создании формы происходит вызов процедуры initmas, которая инициализирует массив высот:
…
procedure initmas;
var i, j:integer;
begin
for i:= -11 to 11 do
for j:=-11 to 11 do
begin
height [i, j]:=-1;
end;
end;
…
Рисование поверхности производится вызовом процедуры Draw в обработчике события OnPaint:
procedure Draw;
…
for i:=-10 to 10 do
for j:=-10 to 10 do
begin
x:=i*zoom;
z:=j*zoom;
glBindTexture (GL_TEXTURE_2D, MyTextureTex);
glBegin (GL_QUADS);
glTexCoord2f (0.0, 0.0); glVertex3f (x, height [i, j], z);
glTexCoord2f (1.0, 0.0); glVertex3f (x, height [i, j+1], z+zoom);
glTexCoord2f (1.0, 1.0); glVertex3f (x+Zoom, height [i+1, j+1], z+zoom);
glTexCoord2f (0.0, 1.0); glVertex3f (x+Zoom, height [i+1, j], z);
glEnd;
end;
end;
В этой процедуре по каждому значению массива height строится ландшафт.
Для того чтобы наглядно продемонстрировать ландшафт, было принято решение дать наблюдателю возможность перемещаться по поверхности. Для того, чтобы это реализовать в обработчик события OnFormKeyDown формы занесем следующий код:
case key of
27: Form1. Close;
65: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z+
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x+
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
87: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z+
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x-
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
68: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z-
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x-
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
83: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z-
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x+
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
end;
При нажатии клавиши изменяется позиция наблюдателя в пространстве.
Чтобы изменить поверхность мы сначала должны получить координаты изменяемой поверхности. Получение координат реализуется процедурой GetCoordinate. Далее происходит изменение массива высот:
…
i:=Trunc(wx);
j:=Trunc(wz);
height [i, j]:=vis;
…
В переменной vis содержится значение, определенное пользователем, на которое изменится высота.
В результате выполнения курсовой работы были выполнены все поставленные цели, изучены основные возможности создания трехмерных объектов, наложения текстур и перемещения в пространстве.
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, OpenGL, ExtCtrls, Math, StdCtrls, ComCtrls, TEXTURES;
type
TForm1 = class(TForm)
Timer1: TTimer;
Panel1: TPanel;
Button1: TButton;
Button2: TButton;
Button3: TButton;
Button4: TButton;
TrackBar1: TTrackBar;
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
Label3: TLabel;
Button5: TButton;
Button6: TButton;
procedure FormKeyDown (Sender: TObject; var Key: Word;
Shift: TShiftState);
procedure FormCreate (Sender: TObject);
procedure FormDestroy (Sender: TObject);
procedure Timer1Timer (Sender: TObject);
procedure FormResize (Sender: TObject);
procedure FormPaint (Sender: TObject);
procedure FormMouseMove (Sender: TObject; Shift: TShiftState; X,
Y: Integer);
procedure FormMouseDown (Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure Button3Click (Sender: TObject);
procedure Button4Click (Sender: TObject);
procedure Button1Click (Sender: TObject);
procedure Button2Click (Sender: TObject);
procedure TrackBar1Change (Sender: TObject);
procedure Button5Click (Sender: TObject);
procedure Button6Click (Sender: TObject);
private
{Private declarations}
public
{Public declarations}
end;
type
User=record
Position:record
x, y, z: Single;
end;
Rotation:record
y, zx: Single;
end;
end;
var
vis:single;
Form1: TForm1;
DC:HDC;
HRC:HGLRC;
Human: User;
MyTextureTex: glUint;
wx, wy, wz: GLdouble; // возвращаемые мировые x, у, z координаты
height:array [-11..11, -11..11] of single;
implementation
procedure glBindTexture (target: GLenum; texture: GLuint); stdcall; external opengl32;
{$R *.dfm}
procedure GetCoordinate (const x, y:integer);
var
Viewport: Array [0..3] of GLInt; // область вывода
mvMatrix, // матрица модели
ProjMatrix: Array [0..15] of GLDouble; // матрица проекций
RealY: GLint; // OpenGL у – координата
Zval: GLfloat; // оконная z – координата
Begin
glGetIntegerv (GL_VIEWPORT, @Viewport); // матрица области вывода
// заполняем массивы матриц
glGetDoublev (GL_MODELVIEW_MATRIX, @mvMatrix);
glGetDoublev (GL_PROJECTION_MATRIX, @ProjMatrix); // viewport[3] – высота окна в пикселах, соответствует Height
RealY:= viewport[3] – Y – 1;
FloatToStr (RealY);
glReadPixels (X, RealY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, @Zval);
gluUnProject (X, RealY, Zval,
@mvMatrix, @ProjMatrix, @Viewport, wx, wy, wz);
end;
procedure initmas;
var i, j:integer;
begin
for i:= -11 to 11 do
for j:=-11 to 11 do
begin
height [i, j]:=-1;
end;
end;
procedure changemas;
var i, j:integer;
begin
i:=Trunc(wx);
j:=Trunc(wz);
height [i, j]:=vis;
end;
procedure Draw;
var i, j:integer;
x, z:integer;
zoom:integer;
begin
glColor3f (1,0,0);
glPointSize (5);
glBegin (GL_POINTS);
glVertex3f (wx, wy, wz);
glEnd;
zoom:=1;
glColor3f (0. 7,1. 0,0.7);
for i:=-10 to 10 do
for j:=-10 to 10 do
begin
x:=i*zoom;
z:=j*zoom;
glPointSize (1);
glBindTexture (GL_TEXTURE_2D, MyTextureTex);
glBegin (GL_QUADS);
glTexCoord2f (0.0, 0.0); glVertex3f (x, height [i, j], z);
glTexCoord2f (1.0, 0.0); glVertex3f (x, height [i, j+1], z+zoom);
glTexCoord2f (1.0, 1.0); glVertex3f (x+Zoom, height [i+1, j+1], z+zoom);
glTexCoord2f (0.0, 1.0); glVertex3f (x+Zoom, height [i+1, j], z);
glEnd;
end;
end;
procedure TForm1. FormKeyDown (Sender: TObject; var Key: Word;
Shift: TShiftState);
const
SPEED=0.2;
begin
case key of
27: Form1. Close;
65: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z+
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x+
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
87: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z+
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x-
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
68: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z-
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x-
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
83: begin
Human. Position.z:=Human. Position.z-
cos (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
Human. Position.x:=Human. Position.x+
sin (DegToRad(Human. Rotation.y))*SPEED;
end;
end;
end;
procedure SetDCPixelFormat;
var
pfd:TPixelFormatDescriptor;
nPixelFormat: Integer;
begin
FillChar (pfd, SizeOf(pfd), 0);
pfd.dwFlags:=PFD_DRAW_TO_WINDOW or
PFD_DOUBLEBUFFER or
PFD_SUPPORT_OPENGL;
nPixelFormat:=ChoosePixelFormat (DC,@pfd);
SetPixelFormat (DC, nPixelFormat,@pfd);
end;
procedure TForm1. Button1Click (Sender: TObject);
begin
Human. Rotation.y:=Human. Rotation.y-4;
if Human. Rotation.y>=360 then Human. Rotation.y:=0;
if Human. Rotation.y<0 then Human. Rotation.y:=360;
end;
procedure TForm1. Button2Click (Sender: TObject);
begin
Human. Rotation.y:=Human. Rotation.y+4;
if Human. Rotation.y>=360 then Human. Rotation.y:=0;
if Human. Rotation.y<0 then Human. Rotation.y:=360;
end;
procedure TForm1. Button3Click (Sender: TObject);
begin
glPolygonMode (GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
end;
procedure TForm1. Button4Click (Sender: TObject);
begin
glPolygonMode (GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
end;
procedure TForm1. Button5Click (Sender: TObject);
begin
Human. Rotation.zx:=Human. Rotation.zx+0.2;
end;
procedure TForm1. Button6Click (Sender: TObject);
begin
Human. Rotation.zx:=Human. Rotation.zx-0.2;
end;
procedure TForm1. FormCreate (Sender: TObject);
begin
vis:=0;
initmas;
DC:=GetDC(Handle);
SetDCPixelFormat;
HRC:=wglCreateContext(DC);
wglMakeCurrent (DC, HRC);
glViewport (0, 0, ClientWidth-Panel1. Width, ClientHeight);
glClearColor (0,0,0,0);
glEnable (GL_DEPTH_TEST);
glMatrixMode (GL_PROJECTION);
glLoadIdentity;
gluPerspective (30.0, ClientWidth / ClientHeight, 0.1, 1000.0);
glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity;
glEnable (GL_TEXTURE_2D); // Enable Texture Mapping
LoadTexture ('texture.bmp', MyTextureTex, FALSE);
with Human do
begin
with Position do
begin
x:=6.4;
y:=0;
z:=-0.3878;
end;
with Rotation do
begin
y:=91;
zx:=10;
end;
end;
end;
procedure TForm1. FormDestroy (Sender: TObject);
begin
wglMakeCurrent (0,0);
wglDeleteContext(HRC);
ReleaseDC (Handle, DC);
DeleteDC(DC);
end;
procedure TForm1. Timer1Timer (Sender: TObject);
begin
InvalidateRect (Handle, nil, false);
end;
procedure TForm1. TrackBar1Change (Sender: TObject);
begin
Label2. Caption:=floattostr (TrackBar1. Position);
vis:=TrackBar1. Position;
end;
procedure TForm1. FormResize (Sender: TObject);
begin
glViewport (0, 0, ClientWidth-Panel1. Width, ClientHeight);
glMatrixMode (GL_PROJECTION);
glLoadIdentity;
gluPerspective (30.0, ClientWidth / ClientHeight, 0.1, 1000.0);
glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity;
end;
procedure TForm1. FormPaint (Sender: TObject);
var
ps:TPaintStruct;
Const
LPos: Array [0..3] of GLFloat = (3.0, 10, -100.0, 1.0);
begin
BeginPaint (Handle, ps);
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT or
GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity;
glRotatef (Human. Rotation.zx, Abs (cos(DegToRad (Human. Rotation.y))), 0,0);
glRotatef (Human. Rotation.y, 0,1,0);
glTranslatef (Human. Position.x,
Human. Position.y,
Human. Position.z);
Draw;
EndPaint (Handle, ps);
SwapBuffers(DC);
end;
procedure TForm1. FormMouseDown (Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
changemas;
end;
procedure TForm1. FormMouseMove (Sender: TObject; Shift: TShiftState; X,
Y: Integer);
begin
GetCoordinate (x, y);
end;
end.