Transformaciones con
OpenGL
Pipeline:Transformaciones
Transformaciones
! Las operaciones con matrices en OpenGL
– glMatrixMode( GLenum mode );
• mode: GL_MODELVIEW, GL_PROJECTION, GL_TEXTURE
– Es utilizada para definir las coordenadas de vision, se asigna una matriz de 4x4
– De igual manera, se define la proyección, como la imagen es proyectada sobre la pantalla, una
matriz de 4X4
Transformaciones
! Una alternativa, podemos asignar otros valores a los elementos de una matriz
– glLoadIdentity();
• La matriz inicial, una matriz identidad de 4x4
– glLoadMatrix{f,d}( const TYPE* m );
– glMultMatrix{f,d}( const TYPE* m );
– glPushMatrix();
– glPopMatrix();
• Las operaciones de stack son muy utiles para construir estructuras jerarquicas.
• Ejemplo Hacer el render de un carro con cuatro ruedas
! glLoadMatrix*( element16);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glfloat elems[16];
GLint k;
for( k=0; k<16; k++) elems [k] = float (k);
glLoadMatrixf(elems);
M=
0.0 4.0 8.0 12.0
1.0 5.0 9.0 13.0
2.0 6.0 10.0 14.0
3.0 7.0 11.0 15.0
Composicion de Matrices
! glMultMatrix*(otroelements16);
M= MxM1
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity( );
glMultMatrixf( elemsM2);
glMultMatrixf( elemsM1);
M=M2xM1
Transformaciones
! OpenGL ofrece transformaciones preconstruidas :
– glTranslate{f,d}( TYPE x, TYPE, y, TYPE z );
Efecto de glTranslate()
Transformationes
– glRotate{f,d}( TYPE angle, TYPE x, TYPE y, TYPE z );
Efecto de glRotatef(45.0, 0.0, 0.0, 1.0)
Transformaciones
– glScale{f,d}( TYPE x, TYPE y, TYPE z);
El efecto de glScalef(2.0, -0.5, 1.0)
Transformaciones
! Rotando primero o Translación primero :
Transformaciones
! Transformaciones de Visión
– Hay que seleccionar un sistema de Visión o de Camara
• Center-orientation-up system
– Aplicando gluLookAt.
» gluLookAt( cx, cy, cz, atx, aty, atz, upx, upy, upz );
» ( cx, cy, cz ) es la ubicación de la cámara
» ( atx, aty, atz ) hacia donde ve la cámara
» ( upx, upy, upz ) es el vector de orientación de la cámara
• Coordenadas Polares
Transformaciones
! Transformaciones de Proyección: Proyección en Perspectiva
– glFrustum( GLdouble left, GLdouble right,
GLdouble bottom, GLdouble top, GLdouble near,
GLdouble far );
Transformaciones
– gluPerspective( GLdouble fovy, GLdouble aspect, GLdouble near, GLdouble far );
Transformaciones
! Transformación de Proyección: Proyección Ortogonal (Orthogonal projection)
– glOrtho( GLdouble left, GLdouble right, GLdouble bottom, GLdouble top, GLdouble near, GLdouble far );
– gluOrtho2D( GLdouble left, GLdouble right, GLdouble
bottom, GLdouble top );
Transformaciones
! Transformación de Viewport
– glViewport( GLint x, GLint y, GLsizei w, GLsizei
h );
Transformaciones
! Nota:
– Por default, el observador esta situado en
el origen, y mira hacia el eje negativo del
eje-z
Ejemplo
Rotando un cubo con Interpolacion de Color
#include <stdlib.h>
#include <GL/glut.h>
GLfloat vertices[][3] = {{-1.0,-1.0,-1.0}, {1.0,-1.0,-1.0}, {1.0,1.0,-1.0}, {-1.0,1.0,-1.0}, {-1.0,-1.0,1.0},
{1.0,-1.0,1.0}, {1.0,1.0,1.0}, {-1.0,1.0,1.0}};
GLfloat colors[][3] = {{0.0,0.0,0.0},{1.0,0.0,0.0}, {1.0,1.0,0.0}, {0.0,1.0,0.0}, {0.0,0.0,1.0},
{1.0,0.0,1.0}, {1.0,1.0,1.0}, {0.0,1.0,1.0}};
void polygon(int a, int b, int c, int d) {
/* draw a polygon via list of vertices */
glBegin(GL_POLYGON);
glColor3fv(colors[a]);
glVertex3fv(vertices[a]);
glColor3fv(colors[b]);
glVertex3fv(vertices[b]);
glColor3fv(colors[c]);
glVertex3fv(vertices[c]);
glColor3fv(colors[d]);
glVertex3fv(vertices[d]);
glEnd();
}
void colorcube() {
/* map vertices to faces */
polygon(0,3,2,1);
polygon(2,3,7,6);
polygon(0,4,7,3);
polygon(1,2,6,5);
polygon(4,5,6,7);
polygon(0,1,5,4);
}
static GLfloat theta[] = {0.0,0.0,0.0};
static GLint axis = 2;
void display() {
/* display callback, clear frame buffer and z buffer, rotate cube and draw, swap buffers */
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();
glRotatef(theta[0], 1.0, 0.0, 0.0);
glRotatef(theta[1], 0.0, 1.0, 0.0);
glRotatef(theta[2], 0.0, 0.0, 1.0);
colorcube();
glFlush();
glutSwapBuffers();
}
void spinCube() {
/* idle callback, spin cube 2 degrees about selected axis */
theta[axis] += 2.0;
if( theta[axis] > 360.0 ) theta[axis] -= 360.0;
/* display(); */
glutPostRedisplay();
}
void mouse(int btn, int state, int x, int y) {
/* mouse callback, selects an axis about which to rotate */
if(btn==GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) axis = 0;
if(btn==GLUT_MIDDLE_BUTTON && state == GLUT_DOWN) axis = 1;
if(btn==GLUT_RIGHT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) axis = 2;
}
void myReshape(int w, int h) {
glViewport(0, 0, w, h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (w <= h)
glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w, 2.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w, -10.0, 10.0);
else
glOrtho(-2.0 * (GLfloat) w / (GLfloat) h,
2.0 * (GLfloat) w / (GLfloat) h, -2.0, 2.0, -10.0, 10.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}
int main(int argc, char **argv) {
glutInit(&argc, argv);
/* need both double buffering and z buffer */
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(500, 500);
glutCreateWindow("colorcube");
glutReshapeFunc(myReshape);
glutDisplayFunc(display);
glutIdleFunc(spinCube);
glutMouseFunc(mouse);
glEnable(GL_DEPTH_TEST); /* Enable hidden-surface removal */
glutMainLoop();
}
Ejemplo
! planet.c
– Control:
• ‘d’
• ‘y’
• ‘a’
• ‘A’
• ESC
#include <GL/glut.h>
static GLfloat year=0.0f, day=0.0f;
void init()
{ glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); }
void GL_reshape(GLsizei w, GLsizei h) // GLUT reshape function {
glViewport(0, 0, w, h); // viewport transformation glMatrixMode(GL_PROJECTION); // projection transformation glLoadIdentity();
gluPerspective(60.0, (GLfloat)w/(GLfloat)h, 1.0, 20.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // viewing and modeling transformation glLoadIdentity();
gluLookAt(0.0, 3.0, 5.0, // eye 0.0, 0.0, 0.0, // center 0.0, 1.0, 0.0); // up }
void GL_display() // GLUT display function {
// clear the buffer
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
glPushMatrix();
glutWireSphere(1.0, 20, 16); // the Sun glRotatef(year, 0.0, 1.0, 0.0);
glTranslatef(3.0, 0.0, 0.0);
glRotatef(day, 0.0, 1.0, 0.0);
glutWireSphere(0.5, 10, 8); // the Planet glPopMatrix();
// swap the front and back buffers glutSwapBuffers();
}
void GL_idle() // GLUT idle function {
day += 10.0;
if(day > 360.0) day -= 360.0;
year += 1.0;
if(year > 360.0) year -= 360.0;
// recall GL_display() function glutPostRedisplay();
}
void GL_keyboard(unsigned char key, int x, int y) // GLUT keyboard function {
switch(key) {
case 'd': day += 10.0;
if(day > 360.0) day -= 360.0;
glutPostRedisplay();
break;
case 'y': year += 1.0;
if(year > 360.0) year -= 360.0;
glutPostRedisplay();
break;
case 'a': glutIdleFunc(GL_idle); // assign idle function break;
case 'A': glutIdleFunc(0);
break;
case 27: exit(0);
} }
int main(int argc, char** argv) {
glutInit(&argc, argv);
glutInitWindowSize(500, 500);
glutInitWindowPosition(0, 0);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
glutCreateWindow("Planet");
init();
glutDisplayFunc(GL_display);
glutReshapeFunc(GL_reshape);
glutKeyboardFunc(GL_keyboard);
glutMainLoop();
return 0;
}
