NeHe OpenGL教程第二十五课，DancingWind翻译

Nehe SDK

previous page next page

第25课

变形和从文件中加载3D物体:

在这一课中，你将学会如何从文件加载3D模型，并且平滑的从一个模型变换为另一个模型。

欢迎来到这激动人心的一课，在这一课里，我们将介绍模型的变形。需要注意的是各个模型必须要有相同的顶点，才能一一对应，并应用变形。
在这一课里，我们同样要教会你如何从一个文件中读取模型数据。
文件开始的部分和前面一样，没有任何变化。

我们结下来添加几个旋转变量，用来记录旋转的信息。并使用cx,cy,cz设置物体在屏幕上的位置。
变量key用来记录当前的模型，step用来设置相邻变形之间的中间步骤。如step为200，则需要200次，才能把一个物体变为另一个物体。
最后我们用一个变量来设置是否使用变形。

GLfloat		xrot,yrot,zrot,								// X, Y & Z 轴的旋转角度
		xspeed,yspeed,zspeed,							// X, Y & Z 轴的旋转速度
		cx,cy,cz=-15;								// 物体的位置

int		key=1;									// 物体的标识符
int		step=0,steps=200;								// 变换的步数
bool		morph=FALSE;								// 是否使用变形

下面的结构定义一个三维顶点

typedef struct					
{
	float	x, y, z;							
} VERTEX;

下面的结构使用顶点来描述一个三维物体

typedef	struct										// 物体结构
{
 int		verts;									// 物体中顶点的个数
 VERTEX		*points;									// 包含顶点数据的指针
} OBJECT;

maxver用来记录各个物体中最大的顶点数，如一个物体使用5个顶点，另一个物体使用20个顶点，那么物体的顶点个数为20。
结下来定义了四个我们使用的模型物体，并把相邻模型变形的中间状态保存在helper中，sour保存原模型物体，dest保存将要变形的模型物体。

int		maxver;									// 最大的顶点数
OBJECT		morph1,morph2,morph3,morph4,						// 我们的四个物体
		helper,*sour,*dest;		 					// 帮助物体,原物体，目标物体

WndProc()函数没有变化

下面的函数用来为模型分配保存顶点数据的内存空间

void objallocate(OBJECT *k,int n)
{											
	k->points=(VERTEX*)malloc(sizeof(VERTEX)*n);					// 分配n个顶点的内存空间
}

下面的函数用来释放为模型分配的内存空间

void objfree(OBJECT *k)			
{
	free(k->points);								
}

下面的代码用来读取文件中的一行。
我们用一个循环来读取字符，最多读取255个字符，当遇到'\n'回车时，停止读取并立即返回。

void readstr(FILE *f,char *string)							// 读取一行字符
{
	do										
	{
		fgets(string, 255, f);						// 最多读取255个字符
	} while ((string[0] == '/') || (string[0] == '\n'));				// 遇到回车则停止读取
	return;									// 返回
}

下面的代码用来加载一个模型文件，并为模型分配内存，把数据存储进去。

void objload(char *name,OBJECT *k)							// 从文件加载一个模型
{
	int	ver;								// 保存顶点个数
	float	rx,ry,rz;								// 保存模型位置
	FILE	*filein;								// 打开的文件句柄
	char	oneline[255];							// 保存255个字符

	filein = fopen(name, "rt");							// 打开文本文件，供读取
											
	readstr(filein,oneline);							// 读入一行文本
	sscanf(oneline, "Vertices: %d\n", &ver;);					// 搜索字符串"Vertices: "，并把其后的顶点数保存在ver变量中
	k->verts=ver;								// 设置模型的顶点个数
	objallocate(k,ver);							// 为模型数据分配内存

下面的循环，读取每一行（即每个顶点）的数据，并把它保存到内存中?/td>

	for (int i=0;i<ver;i++)								// 循环所有的顶点
	{
		readstr(filein,oneline);							// 读取一行数据
		sscanf(oneline, "%f %f %f", ℞, &ry;, &rz;);					// 把顶点数据保存在rx,ry,rz中

		k->points[i].x = rx;							// 保存当前顶点的x坐标
		k->points[i].y = ry;							// 保存当前顶点的y坐标
		k->points[i].z = rz;							// 保存当前顶点的z坐标
	}
	fclose(filein);									// 关闭文件

	if(ver>maxver) maxver=ver;								// 记录最大的顶点数
}

下面的函数根据设定的间隔，计算第i个顶点每次变换的位移

VERTEX calculate(int i)									// 计算第i个顶点每次变换的位移
{
	VERTEX a;								
	a.x=(sour->points[i].x-dest->points[i].x)/steps;				
	a.y=(sour->points[i].y-dest->points[i].y)/steps;				
	a.z=(sour->points[i].z-dest->points[i].z)/steps;				
	return a;									
}

ReSizeGLScene()函数没有变化

GLvoid ReSizeGLScene(GLsizei width, GLsizei height)

下面的函数完成初始化功能，它设置混合模式为半透明

int InitGL(GLvoid)			
{
	glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE);						// 设置半透明混合模式
	glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);					// 设置清除色为黑色
	glClearDepth(1.0);								// 设置深度缓存中值为1
	glDepthFunc(GL_LESS);							// 设置深度测试函数
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);							// 启用深度测试
	glShadeModel(GL_SMOOTH);							// 设置着色模式为光滑着色
	glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);

下面的代码用来加载我们的模型物体

	maxver=0;									// 初始化最大顶点数为0
	objload("data/sphere.txt",&morph1;);						// 加载球模型
	objload("data/torus.txt",&morph2;);						// 加载圆环模型
	objload("data/tube.txt",&morph3;);						// 加载立方体模型

第四个模型不从文件读取，我们在（-7，-7，-7）-（7，7，7）之间随机生成模型点,它和我们载如的模型都一样具有486个顶点。

	objallocate(&morph4;,486);							// 为第四个模型分配内存资源
	for(int i=0;i<486;i++)							// 随机设置486个顶点
	{
		morph4.points[i].x=((float)(rand()%14000)/1000)-7;			
		morph4.points[i].y=((float)(rand()%14000)/1000)-7;			 
		morph4.points[i].z=((float)(rand()%14000)/1000)-7;			
	}

初始化中间模型为球体，并把原和目标模型都设置为球

	objload("data/sphere.txt",&helper;);
	sour=dest=&morph1;								

	return TRUE;									// 初始化完成，成功返回
}

下面是具体的绘制代码，向往常一样我们先设置模型变化，以便我们更好的观察。

void DrawGLScene(GLvoid)
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);				// 清空缓存
	glLoadIdentity();								// 重置模型变换矩阵
	glTranslatef(cx,cy,cz);							// 平移和旋转
	glRotatef(xrot,1,0,0);								
	glRotatef(yrot,0,1,0);							
	glRotatef(zrot,0,0,1);								

	xrot+=xspeed; yrot+=yspeed; zrot+=zspeed;					// 根据旋转速度，增加旋转角度

	GLfloat tx,ty,tz;								// 顶点临时变量
	VERTEX q;									// 保存中间计算的临时顶点

接下来我们来绘制模型中的点，如果启用了变形，则计算变形的中间过程点。

	glBegin(GL_POINTS);								// 点绘制开始
		for(int i=0;i<morph1.verts;i++)						// 循环绘制模型1中的每一个顶点
		{									
			if(morph) q=calculate(i); else q.x=q.y=q.z=0;				// 如果启用变形，则计算中间模型
			helper.points[i].x-=q.x;					
			helper.points[i].y-=q.y;					
			helper.points[i].z-=q.z;					
			tx=helper.points[i].x;						// 保存计算结果到x,y,z变量中
			ty=helper.points[i].y;						
			tz=helper.points[i].z;

为了让动画开起来流畅，我们一共绘制了三个中间状态的点。让变形过程从蓝绿色向蓝色下一个状态变化。

			glColor3f(0,1,1);						// 设置颜色
			glVertex3f(tx,ty,tz);					// 绘制顶点
			glColor3f(0,0.5f,1);					// 把颜色变蓝一些
			tx-=2*q.x; ty-=2*q.y; ty-=2*q.y;				// 如果启用变形，则绘制2步后的顶点
			glVertex3f(tx,ty,tz);						
			glColor3f(0,0,1);						// 把颜色变蓝一些
			tx-=2*q.x; ty-=2*q.y; ty-=2*q.y;				// 如果启用变形，则绘制2步后的顶点
			glVertex3f(tx,ty,tz);						
		}									
	glEnd();									// 绘制结束

最后如果启用了变形，则增加递增的步骤参数，然后绘制下一个点。

	// 如果启用变形则把变形步数增加
	if(morph && step<=steps)step++; else { morph=FALSE; sour=dest; step=0;}

	return TRUE; // 一切OK
}

KillGLWindow() 函数基本没有变化，只是添加释放5个模型内存的代码

objfree(&morph1;);								// 释放模型1内存
	objfree(&morph2;);								// 释放模型2内存
	objfree(&morph3;);								// 释放模型3内存
	objfree(&morph4;);								// 释放模型4内存
	objfree(&helper;);								// 释放模型5内存

CreateGLWindow() 函数没有变化

BOOL CreateGLWindow()		

LRESULT CALLBACK WndProc()

在WinMain()函数中，我们添加了一些键盘控制的函数

				if(keys[VK_PRIOR])						// PageUp键是否被按下
					zspeed+=0.01f;					// 按下增加绕z轴旋转的速度

				if(keys[VK_NEXT])						// PageDown键是否被按下
					zspeed-=0.01f;					// 按下减少绕z轴旋转的速度

				if(keys[VK_DOWN])						// 下方向键是否被按下
					xspeed+=0.01f;					// 按下增加绕x轴旋转的速度

				if(keys[VK_UP])						// 上方向键是否被按下
					xspeed-=0.01f;					// 按下减少绕x轴旋转的速度

				if(keys[VK_RIGHT])						// 右方向键是否被按下
					yspeed+=0.01f;					// 按下增加沿y轴旋转的速度

				if(keys[VK_LEFT])						// 左方向键是否被按下
					yspeed-=0.01f;					// 按下减少沿y轴旋转的速度

				if (keys['Q'])						// Q键是否被按下
				 cz-=0.01f;						// 是则向屏幕里移动

				if (keys['Z'])						// Z键是否被按下 
				 cz+=0.01f;						// 是则向屏幕外移动

				if (keys['W'])						// W键是否被按下
				 cy+=0.01f;						// 是则向上移动

				if (keys['S'])						// S键是否被按下
				 cy-=0.01f;						// 是则向下移动

				if (keys['D'])						// D键是否被按下 
				 cx+=0.01f;						// 是则向右移动

				if (keys['A'])						// A键是否被按下 
				 cx-=0.01f;						// 是则向左移动

1，2，3，4键用来设置变形的目标模型

				if (keys['1'] && (key!=1) && !morph)			// 如果1被按下，则变形到模型1
				{
					key=1;						
					morph=TRUE;				
					dest=&morph1;					
				}
				if (keys['2'] && (key!=2) && !morph)			// 如果2被按下，则变形到模型1
				{
					key=2;						
					morph=TRUE;					
					dest=&morph2;					
				}
				if (keys['3'] && (key!=3) && !morph)			// 如果3被按下，则变形到模型1
				{
					key=3;						
					morph=TRUE;					
					dest=&morph3;					
				}
				if (keys['4'] && (key!=4) && !morph)			// 如果4被按下，则变形到模型1
				{
					key=4;						
					morph=TRUE;					
					dest=&morph4;					
				}

我希望你能喜欢这个教程，相信你已经学会了变形动画。
Piotr Cieslak 的代码非常的新颖，希望通过这个教程你能知道如何从文件中加载三维模型。
这份教程化了我三天的时间，如果有什么错误请告诉我。

版权与使用声明:
我是个对学习和生活充满激情的普通男孩,在网络上我以DancingWind为昵称，我的联系方式是[email protected]，如果你有任何问题，都可以联系我。

引子
网络是一个共享的资源，但我在自己的学习生涯中浪费大量的时间去搜索可用的资料，在现实生活中花费了大量的金钱和时间在书店中寻找资料，于是我给自己起了个昵称DancingWind，其意义是想风一样从各个知识的站点中吸取成长的养料。在飘荡了多年之后，我决定把自己收集的资料整理为一个统一的资源库。

版权声明
所有DancingWind发表的内容，大多都来自共享的资源，所以我没有资格把它们据为己有，或声称自己为这些资源作出了一点贡献。故任何人都可以复制，修改，重新发表，甚至以自己的名义发表，我都不会追究，但你在做以上事情的时候必须保证内容的完整性，给后来的人一个完整的教程。最后，任何人不能以这些资料的任何部分，谋取任何形式的报酬。

发展计划
在国外，很多资料都是很多人花费几年的时间慢慢积累起来的。如果任何人有兴趣与别人共享你的知识，我很欢迎你与我联系，但你必须同意我上面的声明。

感谢
感谢我的母亲一直以来对我的支持和在生活上的照顾。
感谢我深爱的女友田芹，一直以来默默的在精神上和生活中对我的支持，她甚至把买衣服的钱都用来给我买书了，她真的是我见过的最好的女孩，希望我能带给她幸福。

源码 RAR格式

< 第24课

第26课 >

previous page start next page