OpenGL на Qt 4. Это просто! (часть 2)

Автор: xxz

Во 2-ой части продолжается рассмотрение работы с OpenGL на Qt 4. Читатель познакомится с настройкой контекста OpenGL, созданием анимации и простым наложением текстур. Заодно в рамках «чистого» OpenGL будет рассмотрена интерактивная графика с помощью режима выбора (выбираем объекты на экране для дальнейшей манипуляции с ними), в рамках «чистого» Qt будет продемонстрировано создание главного окна, меню (menu bar), задействованы механизм сигналов и слотов и технология дерева объектов (иерархии объектов).

Список частей:

OpenGL на Qt 4. Это просто! (часть 1)

Введение
An opensource of this lecture
scene3D.h
glext.h
scene3D.cpp
mainwindow.h
mainwindow.cpp
main.cpp
pictures.qrc
lecture2.pro
Контекст OpenGL
Классы QGLFormat и QGLContext
Настройка контекста
Версии OpenGL
Анимация
Класс QTimer
QTimer + сигналы и слоты
Другой метод: событие таймера
Синхронизация кадров с дисплеем
Текстуры
Инициализация текстур
Создание текстур
Наложение текстур
Удаление текстур
Пример: наложение текстуры на шар
Рисуем два интерактивных октаэдра
Используя стеки матриц
Накладываемые текстуры
Используя режим выбора
Создаём главное окно и меню
Дерево объектов
Включение изображения в исполняемый файл
Заключение
Литература

Введение

Вопросы, связанные с инициализацией рендеринга OpenGL, с настройкой окна виджета и выводом изображения были рассмотрены в 1-ой статье. Также там была нарисована простая трёхмерная фигура с использованием массивов вершин. Во второй части хотелось бы добавить вопросы, связанные с дополнительной настройкой контекста OpenGL, анимацией и наложением текстур. Может показаться, что всё отличие от многократного изложения темы наложения текстур сводится к загрузке изображения средствами Qt, но это не совсем так: Qt имеет собственные методы для работы с текстурами. В свою очередь, анимация сводится к работе с таймером в Qt. Мне хотелось бы дать столько информации читателю, сколько уже достаточно, чтобы ввести в курс дела и чтобы, отталкиваясь от неё, читатель смог продолжить изучение интересующих вопросов более подробно. Мы будем использовать собственный класс Scene3D, введённый в 1-ой статье. Стиль изложения будет таким, как и раньше: вначале читателю предлагается только исходный код программы статьи. А затем последуют объяснение базовых понятий и подробный разбор самой программы. Рассказать обо всём невозможно, зато вполне возможно предоставить начальные знания, отталкиваясь от которых, можно продолжить совершенствовать свои навыки. Итак, начнём!

An opensource of this lecture

lecture2 | OpenGL на Qt 4. Это просто! (часть 2)

scene3D.h

#ifndef SCENE3D_H 
#define SCENE3D_H

#include <QGLWidget>

class Scene3D : public QGLWidget
{ 
   Q_OBJECT

   private:   
      GLfloat ratio;

      GLfloat xRot1;
      GLfloat yRot1;
      GLfloat zRot1;
      GLfloat zTra1;

      GLfloat xRot2;
      GLfloat yRot2;
      GLfloat zRot2;
      GLfloat zTra2;

      QTimer *timer;

      void getVerTexArrays();
      void getIndexArray();
      void genTextures();
      void drawFigure();

      void selectFigures(QPoint mp);   
        
   protected:
      void initializeGL();           
      void resizeGL(int nWidth, int nHeight); 
      void paintGL();  
      void mousePressEvent(QMouseEvent* pe);   

   private slots:
      void change();
      void changeTex();
      void stopTmr();
      void startTmr();

   public: 
      Scene3D(QWidget* parent = 0);
      ~Scene3D();
}; 
#endif

glext.h

Download core API and extension header file "glext.h" from this site.

scene3D.cpp

#include <QtGui>
#include <math.h>
#include "scene3D.h"
#include "glext.h"

const GLfloat pi=3.141593, k=pi/180;

GLint viewport[4];

GLfloat VertexArray[6][3];
GLfloat TextureArray[6][2];
GLuint IndexArray[8][3];
GLuint textureID[2];

GLint signs[2]={1, 1};
bool motionParameters[2]={1, 1};
int textureParameters[2]={0, 1};

Scene3D::Scene3D(QWidget* parent) : QGLWidget(QGLFormat(QGL::SampleBuffers), parent)
{  
   xRot1=-90.0f; yRot1=0.0f; zRot1=0.0f; zTra1=0.0f;
   xRot2=-90.0f; yRot2=0.0f; zRot2=0.0f; zTra2=0.0f;

   timer = new QTimer(this);
   connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(change())); 
   timer->start(10);

   QGLFormat frmt;
   frmt.setSwapInterval(1);
   setFormat(frmt);
}

Scene3D::~Scene3D()
{

}

void Scene3D::initializeGL()
{
   qglClearColor(Qt::black);
   glEnable(GL_DEPTH_TEST);  
   glEnable(GL_CULL_FACE); 
   glEnable(GL_TEXTURE_2D); 
   glEnable(GL_MULTISAMPLE); 

   getVerTexArrays();
   getIndexArray();
   genTextures();

   glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY); 
   glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); 
}

void Scene3D::resizeGL(int nWidth, int nHeight)
{ 
   glMatrixMode(GL_PROJECTION); 
   glLoadIdentity();            
 
   ratio=(GLfloat)nHeight/(GLfloat)nWidth;
   
   if (nWidth>=nHeight)
      glOrtho(-2.0/ratio, 2.0/ratio, -2.0, 2.0, -10.0, 10.0); 
   else
      glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0*ratio, 2.0*ratio, -10.0, 10.0);
  
   glViewport(0, 0, (GLint)nWidth, (GLint)nHeight);
   glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);
}

void Scene3D::paintGL()
{ 
   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); 

   glMatrixMode(GL_MODELVIEW); 
   glLoadIdentity();           

   glPushMatrix(); 
      glTranslatef(-1.0f/ratio, zTra1, 0.0f);
      glRotatef(xRot1, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
      glRotatef(yRot1, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
      glRotatef(zRot1, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
      glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID[textureParameters[0]]);
      drawFigure();
   glPopMatrix();

   glPushMatrix();
      glTranslatef(1.0f/ratio, zTra2, 0.0f);
      glRotatef(xRot2, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
      glRotatef(yRot2, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
      glRotatef(zRot2, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
      glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID[textureParameters[1]]);
      drawFigure();
   glPopMatrix();
}

void Scene3D::mousePressEvent(QMouseEvent* pe)
{
   QPoint mousePosition = pe->pos();
   this->selectFigures(mousePosition);
}  

void Scene3D::genTextures()
{
   textureID[0]=bindTexture(QPixmap(QString("../textures/picture1.jpg")), GL_TEXTURE_2D);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE); 
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
 
   textureID[1]=bindTexture(QPixmap(QString("../textures/picture2.jpg")), GL_TEXTURE_2D);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE); 
}

void Scene3D::getVerTexArrays()
{
   GLfloat R=1.0f;
   GLfloat alpha=pi/2;

   VertexArray[0][0]=0.0f;
   VertexArray[0][1]=0.0f;
   VertexArray[0][2]=R;
   TextureArray[0][0]=0.5f;
   TextureArray[0][1]=1.0f;

   VertexArray[1][0]=R*sin(alpha)*sin(0);
   VertexArray[1][1]=R*sin(alpha)*cos(0);
   VertexArray[1][2]=R*cos(alpha);
   TextureArray[1][0]=1.0f;
   TextureArray[1][1]=0.0f;

   VertexArray[2][0]=R*sin(alpha)*sin(pi/2);
   VertexArray[2][1]=R*sin(alpha)*cos(pi/2);
   VertexArray[2][2]=R*cos(alpha);
   TextureArray[2][0]=0.0f;
   TextureArray[2][1]=0.0f;

   VertexArray[3][0]=R*sin(alpha)*sin(pi);
   VertexArray[3][1]=R*sin(alpha)*cos(pi);
   VertexArray[3][2]=R*cos(alpha);
   TextureArray[3][0]=1.0f;
   TextureArray[3][1]=0.0f;

   VertexArray[4][0]=R*sin(alpha)*sin(3*pi/2);
   VertexArray[4][1]=R*sin(alpha)*cos(3*pi/2);
   VertexArray[4][2]=R*cos(alpha);
   TextureArray[4][0]=0.0f;
   TextureArray[4][1]=0.0f;

   VertexArray[5][0]=0.0f;
   VertexArray[5][1]=0.0f;
   VertexArray[5][2]=-R;
   TextureArray[5][0]=0.5f;
   TextureArray[5][1]=1.0f;
}

void Scene3D::getIndexArray()
{
   IndexArray[0][0]=0;
   IndexArray[0][1]=2;
   IndexArray[0][2]=1;

   IndexArray[1][0]=0;
   IndexArray[1][1]=3;
   IndexArray[1][2]=2;

   IndexArray[2][0]=0;
   IndexArray[2][1]=4;
   IndexArray[2][2]=3;

   IndexArray[3][0]=0;
   IndexArray[3][1]=1;
   IndexArray[3][2]=4;

   IndexArray[4][0]=5;
   IndexArray[4][1]=1;
   IndexArray[4][2]=2;

   IndexArray[5][0]=5;
   IndexArray[5][1]=2;
   IndexArray[5][2]=3;

   IndexArray[6][0]=5;
   IndexArray[6][1]=3;
   IndexArray[6][2]=4;

   IndexArray[7][0]=5;
   IndexArray[7][1]=4;
   IndexArray[7][2]=1;
}

void Scene3D::drawFigure()
{
   glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, VertexArray); 
   glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, TextureArray); 
   glDrawElements(GL_TRIANGLES, 24, GL_UNSIGNED_INT, IndexArray); 
}

void Scene3D::selectFigures(QPoint mp)
{
   GLuint selectBuffer[4];
   GLint hits;
   glSelectBuffer(4, selectBuffer);

   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
   glPushMatrix();
   glRenderMode(GL_SELECT);
   glLoadIdentity();

   gluPickMatrix((GLdouble)mp.x(), (GLdouble)(viewport[3]-mp.y()), 1.0, 1.0, viewport);
   if (width()>=height())
      glOrtho(-2.0/ratio, 2.0/ratio, -2.0, 2.0, -10.0, 10.0); 
   else
      glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0*ratio, 2.0*ratio, -10.0, 10.0);

   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
   glLoadIdentity();

   glInitNames();
   glPushName(0);

   glPushMatrix();
      glTranslatef(-1.0f/ratio, zTra1, 0.0f);
      glRotatef(xRot1, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
      glRotatef(yRot1, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
      glRotatef(zRot1, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
      glLoadName(1);
      drawFigure();
   glPopMatrix();

   glPushMatrix();
      glTranslatef(1.0f/ratio, zTra2, 0.0f);
      glRotatef(xRot2, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
      glRotatef(yRot2, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
      glRotatef(zRot2, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
      glLoadName(2);
      drawFigure();
   glPopMatrix();

   hits=glRenderMode(GL_RENDER); 

   if (hits>0)
   {
      int figureName=selectBuffer[3];

      if (motionParameters[figureName-1]) 
         motionParameters[figureName-1]=0; 
      else
         motionParameters[figureName-1]=1;
   }

   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
   glPopMatrix();
}

void Scene3D::change() 
{
   if (motionParameters[0])
   {
      xRot1 -=0.05f;
      yRot1 -=0.05f;
      zRot1 +=0.05f;

      if ((xRot1>360)||(xRot1<-360)) xRot1=0.0f;
      if ((yRot1>360)||(yRot1<-360)) yRot1=0.0f;
      if ((zRot1>360)||(zRot1<-360)) zRot1=0.0f;

      if (abs(zTra1)>0.5f) signs[0] *=-1;
      zTra1 -=signs[0]*0.005f;
   }

   if (motionParameters[1])
   {
      xRot2 +=0.05f;
      yRot2 +=0.05f;
      zRot2 -=0.05f;

      if ((xRot2>360)||(xRot2<-360)) xRot2=0.0f;
      if ((yRot2>360)||(yRot2<-360)) yRot2=0.0f;
      if ((zRot2>360)||(zRot2<-360)) zRot2=0.0f;

      if (abs(zTra2)>0.5f) signs[1] *=-1;
      zTra2 +=signs[1]*0.005f;
   }

   updateGL();
}

void Scene3D::changeTex()
{
   if (textureParameters[0]==0)
   {
      textureParameters[0]=1;
      textureParameters[1]=0;
   }
   else
   {
      textureParameters[0]=0;
      textureParameters[1]=1;
   }

   updateGL();
}

void Scene3D::stopTmr()
{
   timer->stop();
}

void Scene3D::startTmr()
{
   timer->start();
}

mainwindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H 
#define MAINWINDOW_H 

#include <QMainWindow> 
#include "scene3D.h"

class MainWindow : public QMainWindow
{ 
   Q_OBJECT

   private:
      Scene3D* scene1;
      QMenu* texture_menu;          
      QAction* changeTexAct;      
      QMenu* timer_menu;  
      QAction* stopTimAct;
      QAction* startTimAct;

      void createActions();
      void createMenus();
              
   public:   
      MainWindow();
}; 
#endif

mainwindow.cpp

#include <QtGui>
#include "mainwindow.h"
#include "scene3D.h"

MainWindow::MainWindow()
{ 
   scene1 = new Scene3D;
   setCentralWidget(scene1);
     
   this->setWindowTitle(tr("lecture2"));
   
   createActions();
   createMenus();
}

void MainWindow::createActions()
{
   changeTexAct = new QAction(tr("Change"), this);
   connect(changeTexAct, SIGNAL(triggered()), scene1, SLOT(changeTex()));

   stopTimAct = new QAction(tr("Stop"), this);
   connect(stopTimAct, SIGNAL(triggered()), scene1, SLOT(stopTmr()));

   startTimAct = new QAction(tr("Start"), this);
   connect(startTimAct, SIGNAL(triggered()), scene1, SLOT(startTmr()));
}

void MainWindow::createMenus()
{
   texture_menu = menuBar()->addMenu(tr("Texture"));
   texture_menu->addAction(changeTexAct);

   timer_menu = menuBar()->addMenu(tr("Animation"));
   timer_menu->addAction(stopTimAct);
   timer_menu->addAction(startTimAct);
}

main.cpp

#include <QtGui>
#include "mainwindow.h" 

int main(int argc, char** argv) 
{ 
   QApplication app(argc, argv);
   
   MainWindow mainwindow1; 
   mainwindow1.resize(500, 500);
   mainwindow1.showMaximized();
 
   return app.exec();
}

pictures.qrc

See you pictures here.

<RCC> 
<qresource> 
<file>textures/picture1.jpg</file>
<file>textures/picture2.jpg</file>
</qresource>
</RCC>

lecture2.pro

TEMPLATE = app
RESOURCES = pictures.qrc

HEADERS += glext.h scene3D.h mainwindow.h
SOURCES += main.cpp scene3D.cpp mainwindow.cpp
QT += opengl

Страницы: 1 2 3 4 5 6 Следующая »

#3D, #графика, #OpenGL, #Qt, #Qt4

10 августа 2011 (Обновление: 2 янв 2013)

Комментарии [17]