《面向对象的程序设计》课程设计作业.docx

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《面向对象的程序设计》课程设计作业

郑州大学环境与水利学院

《面向对象的程序设计》课程设计

计算说明书

专业：

地理信息系统

学生姓名：

学生学号：

指导教师：

2011年12月7日

Lesson07TextureFilters,Lighting&KeyboardControl

第八课纹理滤波方式，和键盘控制

InthistutorialI'llteachyouhowtousethreedifferenttexturefilters.I'llteachyouhowtomoveanobjectusingkeysonthekeyboard,andI'llalsoteachyouhowtoapplysimplelightingtoyourOpenGLscene.Lotscoveredinthistutorial,soiftheprevioustutorialsaregivingyouproblems,gobackandreview.It'simportanttohaveagoodunderstandingofthebasicsbeforeyoujumpintothefollowingcode.

We'regoingtobemodifyingthecodefromlessononeagain.Asusual,ifthereareanymajorchanges,Iwillwriteouttheentiresectionofcodethathasbeenmodified.We'llstartoffbyaddingafewnewvariablestotheprogram.

这一课我将教你如何使用三种不同的纹理滤波方式。

我将教你如何使用键盘来移动场景中的对象，还会教你在OpenGL场景中添加简单的光照。

这一课包含了很多内容，所以如果你之前的课程仍存在问题，就先回头复习一下。

学习后面的代码之前，很好的理解基础知识十分重要。

我们准备在第一课的代码上稍作修改。

跟以前一样，只要有任何大的改动，我都会写出整段被改动的代码。

我们将以添加几个新的变量作为开始。

#include//Window头文件

#include//StandardInput/Output（ADD）头文件

#include//TheOpenGL32Library头文件

#include//TheGLu32Library头文件

#include//TheGLauxLibrary头文件

HDChDC=NULL;//GDIDeviceContext

HGLRChRC=NULL;//RenderingContext

HWNDhWnd=NULL;//窗体Window句柄

HINSTANCEhInstance;//程序Instance句柄

boolkeys[256];//用于键盘控制的矩阵

boolactive=TRUE;//窗体激活标志

boolfullscreen=TRUE;//全屏标志，缺省为真

Thelinesbelowarenew.We'regoingtoaddthreebooleanvariables.BOOLmeansthevariablecanonlybeTRUEorFALSE.Wecreateavariablecalledlighttokeeptrackofwhetherornotthelightingisonoroff.Thevariableslpandfpareusedtostorewhetherornotthe'L'or'F'keyhasbeenpressed.I'llexplainwhyweneedthesevariableslateroninthecode.Fornow,justknowthattheyareimportant

下面几行是新的。

我们将增加三个布尔变量。

BOOL意味着变量只能是TRUE和FALSE。

我们创造了light变量跟踪光照是否打开。

变量lp和fp用来存储'L'和'F'键是否按下。

后面我会解释为什么我们在代码中需要这些变量。

现在，仅仅先记住他们很重要。

BOOL light;         //光源的开/关

BOOL lp;         //L键按下了么?

BOOL fp;         //F键按下了么?

Nowwe'regoingtosetupfivevariablesthatwillcontroltheangleonthexaxis（xrot）,theangleontheyaxis（yrot）,thespeedthecrateisspinningatonthexaxis（xspeed）,andthespeedthecrateisspinningatontheyaxis（yspeed）.We'llalsocreateavariablecalledzthatwillcontrolhowdeepintothescreen（onthezaxis）thecrateis

现在我们设置5个变量来控制绕x轴和y轴旋转角度的步长，以及绕x轴和y轴的旋转速度。

另外我们还创建了一个z变量来控制进入屏幕的深度。

GLfloat xrot;         //X旋转

GLfloat yrot;         //Y旋转

GLfloatxspeed;         //X旋转速度

GLfloatyspeed;         //Y旋转速度

GLfloat z=-5.0f;        //深入屏幕的距离

Nowwesetupthearraysthatwillbeusedtocreatethelighting.We'llusetwodifferenttypesoflight.Thefirsttypeoflightiscalledambientlight.Ambientlightislightthatdoesn'tcomefromanyparticulardirection.Alltheobjectsinyourscenewillbelitupbytheambientlight.Thesecondtypeoflightiscalleddiffuselight.Diffuselightiscreatedbyyourlightsourceandisreflectedoffthesurfaceofanobjectinyourscene.Anysurfaceofanobjectthatthelighthitsdirectlywillbeverybright,andareasthelightbarelygetstowillbedarker.Thiscreatesaniceshadingeffectonthesidesofourcrate.

Lightiscreatedthesamewaycoloriscreated.Ifthefirstnumberis1.0f,andthenexttwoare0.0f,wewillendupwithabrightredlight.Ifthethirdnumberis1.0f,andthefirsttwoare0.0f,wewillhaveabrightbluelight.Thelastnumberisanalphavalue.We'llleaveitat1.0ffornow.

Sointhelinebelow,wearestoringthevaluesforawhiteambientlightathalfintensity（0.5f）.Becauseallthenumbersare0.5f,wewillendupwithalightthat'shalfwaybetweenoff（black）andfullbrightness（white）.Red,blueandgreenmixedatthesamevaluewillcreateashadefromblack（0.0f）towhite（1.0f）.Withoutanambientlight,spotswherethereisnodiffuselightwillappearverydark

现在，我们来设置创建光源的数组。

我们将使用两种不同的光。

第一种光被称为环境光。

环境光是一种来自于各个方向的光。

所有场景中的对象都处于环境光的照射中。

第二种光被称为漫射光。

漫射光由特定的光源产生，并在你的场景中的对象表面上产生反射。

处于漫射光直接照射下的任何对象表面都变得很亮，而几乎未被照射到的区域就显得要暗一些。

这样在我们所创建的木板箱的棱边上就会产生的很不错的阴影效果。

创建光源的过程和颜色的创建过程一样。

如果第一个数字是1.0f，接下来的两个数字是0.0f，我们将得到艺术明亮的蓝色光。

最后一个数字是阿尔法值。

我们将把它设为1.0f。

所以在接下来的代码中，我们得到的是半亮（0.5f）的白色环境光。

因为所有的数字都是0.5f，我们将得到一束一半黑一半白的光。

红，蓝和绿混合在一起将出现从黑到白的阴影。

如果没有环境光，未被漫射光照到的地方会变得十分黑暗。

GLfloatLightAmbient[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};   //环境光参数

Inthenextlinewe'restoringthevaluesforasuperbright,fullintensitydiffuselight.Allthevaluesare1.0f.Thismeansthelightisasbrightaswecangetit.Adiffuselightthisbrightlightsupthefrontofthecratenicely.

下一行代码我们将得到最亮的漫射光。

所有的参数值都取成最大值1.0f。

这意味着这束光和我们能得到的一样亮。

它将照在我们木板箱的前面。

 GLfloatLightDiffuse[]={1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};    //漫射光参数

Finallywestorethepositionofthelight.ThefirstthreenumbersarethesameasglTranslate'sthreenumbers.Thefirstnumberisformovingleftandrightonthexplane,thesecondnumberisformovingupanddownontheyplane,andthethirdnumberisformovingintoandoutofthescreenonthezplane.Becausewewantourlighthittingdirectlyonthefrontofthecrate,wedon'tmoveleftorrightsothefirstvalueis0.0f（nomovementonx）,wedon'twanttomoveupanddown,sothesecondvalueis0.0faswell.Forthethirdvaluewewanttomakesurethelightisalwaysinfrontofthecrate.Sowe'llpositionthelightoffthescreen,towardstheviewer.Letssaytheglassonyourmonitorisat0.0fonthezplane.We'llpositionthelightat2.0fonthezplane.Ifyoucouldactuallyseethelight,itwouldbefloatinginfrontoftheglassonyourmonitor.Bydoingthis,theonlywaythelightwouldbebehindthecrateisifthecratewasalsoinfrontoftheglassonyourmonitor.Ofcourseifthecratewasnolongerbehindtheglassonyourmonitor,youwouldnolongerseethecrate,soitdoesn'tmatterwherethelightis.Doesthatmakesense?

There'snorealeasywaytoexplainthethirdparameter.Youshouldknowthat-2.0fisgoingtobeclosertoyouthan-5.0f.and-100.0fwouldbeWAYintothescreen.Onceyougetto0.0f,theimageissobig,itfillstheentiremonitor.Onceyoustartgoingintopositivevalues,theimagenolongerappearsonthescreencauseithas"gonepastthescreen".That'swhatImeanwhenIsayoutofthescreen.Theobjectisstillthere,youjustcan'tseeitanymore.

Leavethelastnumberat1.0f.ThistellsOpenGLthedesignatedcoordinatesarethepositionofthelightsource.Moreaboutthisinalatertutorial

最后我们保存光源的位置。

前三个参数和glTranslate中的一样。

依次分别是XYZ轴上的位移。

由于我们想要光线直接照射在木箱的正面，所以XY轴上的位移都是0.0f。

第三个值是Z轴上的位移。

为了保证光线总在木箱的前面，所以我们将光源的位置朝着观察者挪出屏幕。

我们通常将屏幕也就是显示器的屏幕玻璃所处的位置称作Z轴的0.0f点。

所以Z轴上的位移最后定为2.0f。

假如你能够看见光源的话，它就浮在显示器的前方。

当然，如果木箱不在显示器的屏幕玻璃后面的话，你也无法看见箱子。

没有解释三个参数的简单方法。

你应该知道，-2.0f比-5.0f更接近你。

-100.0f将成为进入屏幕的方法。

一旦你得到了0.0f，图像就大了，它充满了监视设备，一旦你进入，图像不再在屏幕上显示造成它已经穿过屏幕。

这就是我所说的穿出屏幕。

物体还在，只是你看不见了。

最后一个参数取为1.0f。

这将告诉OpenGL这里指定的坐标就是光源的位置，以后的教程中我会有更多解释。

GLfloatLightPosition[]={0.0f,0.0f,2.0f,1.0f};   //光源位置

Thefiltervariablebelowistokeeptrackofwhichtexturetodisplay.Thefirsttexture（texture0）ismadeusinggl_nearest（nosmoothing）.Thesecondtexture（texture1）usesgl_linearfilteringwhichsmoothstheimageoutquiteabit.Thethirdtexture（texture2）usesmipmappedtextures,creatingaverynicelookingtexture.Thevariablefilterwillequal0,1or2dependingonthetexturewewanttouse.Westartoffwiththefirsttexture.

GLuinttexture[3]createsstoragespaceforthethreedifferenttextures.Thetextureswillbestoredattexture[0],texture[1]andtexture[2].

filter变量跟踪显示时所采用的纹理类型。

第一种纹理（texture0）使用gl_nearest（不光滑）滤波方式构建。

第二种纹理（texture1）使用gl_linear（线性滤波）方式，离屏幕越近的图像看起来就越光滑。

第三种纹理（texture2）使用mipmapped滤波方式,这将创建一个外观十分优秀的纹理。

根据我们的使用类型，filter变量的值分别等于0,1或2。

下面我们从第一种纹理开始。

GLuinttexture[3]为三种不同纹理分配储存空间。

它们分别位于在texture[0],texture[1]和texture[2]中

GLuint filter;         //滤波类型

GLuint texture[3];        //3种纹理的储存空间

Nowweloadinabitmap,andcreatethreedifferenttexturesfromit.Thistutorialusestheglauxlibrarytoloadinthebitmap,somakesureyouhavetheglauxlibraryincludedbeforeyoutrycompilingthecode.IknowDelphi,andVisualC++bothhaveglauxlibraries.I'mnotsureaboutotherlanguages.I'monlygoingtoexplainwhatthenewlinesofcodedo,ifyouseealineIhaven'tcommentedon,andyou'rewonderingwhatitdoes,checktutorialsix.Itexplainsloading,andbuildingtexturemapsfrombitmapimagesingreatdetail.

Immediatelyaftertheabovecode,andbeforeReSizeGLScene（）,wewanttoaddthefollowingsectionofcode.Thisisthesamecodeweusedinlesson6toloadinabitmapfile.Nothinghaschanged.Ifyou'renotsurewhatanyofthefollowinglinesdo,readtutorialsix.Itexplainsthecodebelowindetail.

现在我们载入一个位图，并用它创建三种不同的纹理。

这一课使用glaux文库来载入位图，因此在编译时你应该确认是否包含了glaux库。

我知道Delphi和VC++都包含了glaux库，但别的语言我不确定。

我只准备解释新增的代码。

如果你想知道它是干什么的，请查看教程六。

那一课很详细的解释了载入、创建纹理的内容。

AUX_RGBImageRec*LoadBMP（char*Filename）//载入ABitmap图像

{

FILE*File=NULL;//文件句柄

if（!

Filename）//确A的文件名为Given

{

returnNULL;//错误返回NULL

}

File=fopen（Filename,"r"）;//检查文件是否存在

if（File）//文件存在吗？

{

fclose（File）;//关闭句柄

returnauxDIBImageLoad（Filename）;//载入Bitmap然后返回APointer

}

returnNULL;//如果载入失败返回NULL

}

Thisisthesectionofcodethatloadsthebitmap（callingthecodeabove）andconvertsitinto3textures.Statusisusedtokeeptrackofwhetherornotthetexturewasloadedandcreated.

这段代码调用前面的代码载入位图，并将其转换成3个纹理。

Status变量跟踪纹理是否已载入并被创建了。

intLoadGLTextures（）        //载入位图并转换成纹理

{

 intStatus=FALSE;       //状态指示器

 AUX_RGBImageRec*TextureImage[1]; //创建纹理的存储空间

 memset（TextureImag