/* raum1a.c - Zeichnet eine kleine 3D-Szene - Verwendung der GL_PROJECTION- und GL_MODELVIEW-Matrizen - Einsatz eines Matrix-Stacks (glPushMatrix/glPopMatrix) - Einsatz des Attribut-Stacks (glPushAttrib/glPopAttrib) - Darstellung als Wireframe oder als Polygone - Tieferpuffer-Test für verdeckte Flächen - Leertaste: Animation ein/aus - Taste 1: Wireframe/Polygon umschalten - Taste 2: Tiefenpuffer-Test ein/aus - Taste q: Programm-Abbruch > Auch ohne Beleuchtung entsteht hier ein räumlicher Eindruck. Wodurch? > Wird der Tiefenpuffer-Test ausgeschaltet (Taste 2) so "stimmt" nichts mehr. Alle Objekte behalten ihre Position, aber die Verdeckungen entsprechen nicht der räumlichen Anordnung, sondern nur der Reihenfolge beim Rendern. Damit der Tieferpuffer-Test funktioniert, sind drei Schritte nötig: 1. glutInitDisplayMode (... | GLUT_DEPTH); 2. glClear (... | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); 3. glEnable (... | GL_DEPTH_TEST); > Wo ist der Ursprung des Koordinatensystems, und wo liegen die Achsen? Einfach mal die Achsen einzeichnen! > Die "Optik" der Kamera wird mit gluPerspective(...) bestimmt. Wie simuliert man ein Weitwinkel- oder ein Teleobjektiv? Was passiert, wenn man die "Nähe" weiter von der Kamera entfernt (größerer Wert), bzw. die "Ferne" näher an die Kamera heransetzt (kleinerer Wert)? > Die Position der Kamera ist so animiert (gluLookAt(...)), dass sie die Szene umkreist. Wie könnte man z.B. durch die Szene hindurchfliegen? > Die einzelnen Objekt werden in der display_func() mit glTranslatef() an ihre Position gesetzt und mit glScalef() in "Form" gebracht. glPushMatrix/glPopMatrix sind nötig, damit jedes Objekt wieder vom Original-Koordinatensystem ausgeht. Wenn man also die Aufrufe von glPushMatrix/glPopMatrix entfernt (kommentiert), dann...? Man kann die Szene umbauen oder neue Objekte hinzufügen; in Glut gibt es noch mehr Objekte: man -w glutSolid* - Der Attribut-Stacks (glPushAttrib/glPopAttrib) dient zum "Ordnung halten" bei den vielen GL-Einstellungen, die vorgenommen werden ("State Machine"). Jedes glPushAttrib(...) speichert die aktuellen Werte derjenigen Attributgruppen (GL_..._BIT), die als Parameter angegeben werden. (Die Liste der Attributgruppen steht in der man-page zu glPushAttrib.) Alle Änderungen werden mit glPopAttrib() wieder rückgänging gemacht und auf den Zustand gesetzt, der beim Aufruf von glPushAttrib(...) galt. Beispielsweise sind alle Einstellungen, die mit glEnable/glDisable vorgenommen werden, in der Attributgruppe GL_ENABLE_BIT. (_BIT heißt wieder: Bit-Maske.) */ # include # include # include # include # define MILLISEC_PRO_FRAME 50 static GLuint objekt_raum; static int animation_laeuft = 0, polygone_als_linien = 1, tiefenpuffer_test = 1, fenster_breite, fenster_hoehe; static float theta = 0.5 * M_PI; /* der aktuelle Rotationswinkel */ static void erzeuge_objekt_liste (void) /*****************************************/ { int i, n_points = 200, n_lines = 20, n_quads = 10; float phi, x, z; objekt_raum = glGenLists (1); glNewList (objekt_raum, GL_COMPILE); /* Säule aus Punkten */ glPushMatrix (); glTranslatef (1, 0, 1); glScalef (1, 4, 1); glPointSize (5); glColor3f (0, 0, 0); glBegin (GL_POINTS); for (i = 0; i < n_points; i ++) glVertex3f (drand48 (), drand48 (), drand48 ()); glEnd (); glPopMatrix (); /* Säule aus Linien */ glPushMatrix (); glTranslatef (-1.5, 0, 1.5); glScalef (0.5, 4, 0.5); glLineWidth (2); glColor3f (0, 0, 0); glBegin (GL_LINES); for (i = 0; i < n_lines; i ++) { phi = 2 * M_PI * i / (float) n_lines; x = cos (phi); z = sin (phi); glVertex3f (x, 0, z); glVertex3f (x, 1, z); } glEnd (); glPopMatrix (); /* Säule aus Viereck-Flächen */ glPushMatrix (); glTranslatef (1, 0, -2); glScalef (1, 4, 1); glBegin (GL_QUADS); for (i = 0; i <= n_quads; i ++) { z = i / (float) n_quads; glColor3f (z, z, z); glVertex3f (0, z, 0); glVertex3f (1, z, 0); glVertex3f (1, z, 1); glVertex3f (0, z, 1); } glEnd (); glPopMatrix (); /* Quader-Säule */ glPushMatrix (); glTranslatef (-1.5, 2, -1.5); glScalef (1, 4, 1); glColor3f (0.3, 0.3, 0.3); glutSolidCube (1); glPopMatrix (); /* kleiner "Teppich" */ glPushMatrix (); glTranslatef (0, -0.01, 0); glColor3f (0.8, 0.8, 0.8); glBegin (GL_QUADS); glVertex3f (-1, 0, -1); glVertex3f (+1, 0, -1); glVertex3f (+1, 0, +1); glVertex3f (-1, 0, +1); glEnd (); glPopMatrix (); /* Boden-Ebene */ glPushMatrix (); glTranslatef (0, -0.02, 0); glColor3f (1, 1, 1); glBegin (GL_QUADS); glVertex3f (-5, 0, -5); glVertex3f (+5, 0, -5); glVertex3f (+5, 0, +5); glVertex3f (-5, 0, +5); glEnd (); glPopMatrix (); glEndList (); /* Ende objekt_raum */ } static void timer_func (int value) /************************************/ { /* printf ("timer_func (value=%d)\n", value); */ theta += 0.005; glutPostRedisplay (); } static void display_func (void) /*********************************/ { float x, z; /* printf ("display_func()\n"); */ if (animation_laeuft) glutTimerFunc (MILLISEC_PRO_FRAME, timer_func, 1); glClearColor (0.75, 0.75, 0.75, 0); glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); /* Kamera: Projektion = "Optik" */ glMatrixMode (GL_PROJECTION); glLoadIdentity (); /* Parameter: gluPerspective (Öffnungswinkel, Seitenverhältnis, "Nähe", "Ferne"); */ gluPerspective (60, fenster_breite / (float) fenster_hoehe, 1, 30); /* Kamera: (MODEL)VIEW = "Stativ" */ glMatrixMode (GL_MODELVIEW); glLoadIdentity (); x = 8 * cos (theta); z = 8 * sin (theta); /* Auge: Target: "oben": */ gluLookAt (x, 5, z, 0, 1, 0, 0, 1, 0); /* Die aktuelle Einstellung bestimmer Attributgruppen sichern: */ glPushAttrib (GL_ENABLE_BIT | GL_POLYGON_BIT); if (polygone_als_linien) glPolygonMode (GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); if (tiefenpuffer_test) glEnable (GL_DEPTH_TEST); glCallList (objekt_raum); /* Die ursprüngliche Einstellung der gesicherten Attributgruppen */ /* wiederherstellen: */ glPopAttrib (); glutSwapBuffers (); glutReportErrors (); } static void reshape_func (int width, int height) /**************************************************/ { /* printf ("reshape_func (width=%d, height=%d)\n", width, height); */ glViewport (0, 0, width, height); fenster_breite = width; fenster_hoehe = height; } static void keyboard_func (unsigned char key, int x, int y) /*************************************************************/ { switch (key) { case ' ': /* Leertaste */ if (animation_laeuft) animation_laeuft = 0; else animation_laeuft = 1; printf ("Animation %s\n", animation_laeuft ? "ein" : "aus"); glutPostRedisplay (); break; case '1': polygone_als_linien = ! polygone_als_linien; printf ("Darstellung als %s\n", polygone_als_linien ? "Wireframe" : "Flächen"); glutPostRedisplay (); break; case '2': tiefenpuffer_test = ! tiefenpuffer_test; printf ("Tiefenpuffer-Test (verdeckte Flächen) %s\n", tiefenpuffer_test ? "ein" : "aus"); glutPostRedisplay (); break; case 'q': case 'Q': exit (0); } } extern int main (int argc, char **argv) /******************************************/ { glutInit (&argc, argv); glutInitDisplayMode (GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH); glutInitWindowPosition (200, 100); glutInitWindowSize (600, 600); glutCreateWindow ("raum1"); glutReshapeFunc (reshape_func); glutDisplayFunc (display_func); glutKeyboardFunc (keyboard_func); erzeuge_objekt_liste (); glutMainLoop (); return 0; }