【问题标题】:decomposition of ellipse to triangles with openGL (c++)用openGL(c ++)将椭圆分解为三角形
【发布时间】:2018-03-10 11:31:13
【问题描述】:

我必须为大学做功课(在 OpenGL 中画一只蝴蝶)。目前我正在研究蝴蝶的身体,这是一个简单的椭圆(它将是一个 2D 游戏)。我必须用三角形绘制这个填充的椭圆,因为我们不能使用其他库(我假设有一个简单的 Circle() 或类似的函数)。

现在我可以画一个三角形了,但是从蝴蝶的 body 类创建一个三角形是行不通的。代码如下:

class Triangle {
    unsigned int vao;
    unsigned int vbo[2];
    float phi;
    float vertexCoords[6];
    float vertexColors[9] = {1,0,0, 0,1,0,  0,0,1};

public:

    Triangle(float x1,float y1,float x2,float y2,float x3, float y3) {
        vertexCoords[0] = x1;
        vertexCoords[1] = y1;
        vertexCoords[2] = x2;
        vertexCoords[3] = y2;
        vertexCoords[4] = x3;
        vertexCoords[5] = y3;
        Animate(0);
    }

    void setTriangleColor(float r, float g, float b) {
        for (int i = 0; i < 9; i+=3) {
            vertexColors[i] = r;
            vertexColors[i + 1] = g;
            vertexColors[i + 2] = b;        
        }
        Create();
    }

    void setPointColor(float r, float g, float b, int count) {
        vertexColors[count * 3] = r;
        vertexColors[count * 3 + 1] = g;
        vertexColors[count * 3 + 2] = b;
        Create();
    }

    void Create() { 
        glGenVertexArrays(1, &vao);
        glBindVertexArray(vao);
        glGenBuffers(2, &vbo[0]);
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0]);
        glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER,sizeof(vertexCoords),vertexCoords,GL_STATIC_DRAW);  
        glEnableVertexAttribArray(0);
        glVertexAttribPointer(0,2, GL_FLOAT,GL_FALSE,0, NULL);
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[1]);
        glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertexColors), vertexColors, GL_STATIC_DRAW);
        glEnableVertexAttribArray(1);
        glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, NULL);
    }

    void Animate(float t) { /*phi = t;*/ phi = 0; }

    void Draw() {
        mat4 ScaleSmaller(
            0.01, 0   , 0   , 0,
            0  , 0.01 , 0   , 0,
            0  , 0   , 0.01 , 0,
            0  , 0   , 0   , 1
        );
        mat4 MVPTransform1(1, 0, 0, 0,
            0, cosf(phi), -sinf(phi), 0,
            0, sinf(phi), cosf(phi), 0,
            0, 0, 0, 1);
        int location = glGetUniformLocation(shaderProgram, "MVP");
        if (location >= 0) glUniformMatrix4fv(location, 1, GL_TRUE, (MVPTransform1*ScaleSmaller)); 
        else printf("uniform MVP cannot be set\n");

        glBindVertexArray(vao); 
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
    }
};

struct Point {
    float x, y;

    Point(float x,float y):x(x),y(y){}
    Point():x(0),y(0){}
};

class MyEllipse {   
    float width;
    float height;
    Point origo;
    std::vector<Triangle> triangles = std::vector<Triangle>();

public:
    MyEllipse() {}

    MyEllipse(Point origo,float width, float height):origo(origo),width(width),height(height) {
        float px = origo.x + (width / 2) * cosf(90);
        float py = origo.y + (height / 2) * cosf(90);
        float prevX = origo.x + (width / 2) * cosf(0);
        float prevY = origo.y + (height / 2) * cosf(0);
        Triangle elem1(origo.x, origo.y, px, py, prevX, prevY);
        triangles.push_back(elem1);
    }

    void Create() {
        for (Triangle value : triangles) {
            value.Create();
        }
    }

    void Draw() {
        for (Triangle value : triangles) {
            value.Draw();
        }
    }
};

在代码中,我在同一位置创建了具有相同参数的 Triangle 和 MyEllipse。

float px = 10 + (50 / 2) * cosf(90);
float py = 10 + (50 / 2) * cosf(90);
float prevX = 10 + (50 / 2) * cosf(0);
float prevY = 10 + (50 / 2) * cosf(0);

Triangle triangle(10, 0, px, py, prevX, prevY);
MyEllipse test1 = MyEllipse(Point(10, 0), 50, 50);

(稍后我将在向量中添加更多三角形,现在我只是在测试。)问题是我可以看到三角形,但如果我删除三角形创建线,我什么也看不到.当我调用 triangle.Create() 或 triangle.Draw() 时,我没有忘记在代码的另一部分中添加适当的 Draw() 和 Create() 函数调用,然后立即调用 test1。 Create() 和 test1.Draw() 函数。

谁能告诉我关于这个问题的任何事情,因为我担心我不知道如何解决这个问题。

【问题讨论】:

  • cosf 很可能会采用弧度,而不是度数,因此超过 90 看起来是错误的。
  • 仅作记录:为每个三角形创建一个 vao/vbo 并不是使用现代 opengl 的预期方式。为所有三角形的所有位置创建一个 VBO,依此类推。然后一次将它们全部绘制出来。
  • 我会尝试使用弧度数,但问题是我在直接创建 Triangle 类时使用 cosf() 并且它是可见的。
  • 诀窍是for (Triangle &amp;value : triangles),关注&amp;! (创建于Create)。
  • 你修改了两个循环吗?在 Create 和 Draw 中?

标签: c++ opengl drawing draw freeglut


【解决方案1】:

MyEllipse::CreateMyEllipse ::Draw 方法中,当迭代三角形时会创建每个三角形的副本:

for (Triangle value : triangles) // <- the "content" of "triangles" is copied to "value"
{
    value.Create();
}

您必须使用对容器中三角形的引用

for (Triangle &value : triangles) {
    .....
}

进一步cos, cosf, cosl 计算 arg 的余弦,以弧度为单位。

这意味着你必须使用

#define _USE_MATH_DEFINES
#include <math.h>

float angle_in_degree = ....;
cosf(angle_in_degree * M_PI/180.0f);

如果看不到三角形,则可能是这种情况,因为三角形的 2 个点几乎相同。更改多边形模式,以绘制线条而不是多边形(仅出于调试原因):

glPolygonMode( GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE ); 
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);


但是为每个三角形创建单独的顶点缓冲区和顶点数组对象是一个非常糟糕的主意。为网格创建一个顶点缓冲区和一个顶点数组对象。

我建议以某种方式创建顶点缓冲区和顶点数组对象:

float a = 0.2f;
float b = 0.5f;
int   no_of_triangles = 20;
std::vector<float> varray{ 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };
for ( int i = 0; i <= no_of_triangles; ++i )
{
    float angle = (float)i/(float)no_of_triangles * 2.0f * M_PI;
    float x     = cos( angle );
    float y     = sin( angle );
    varray.push_back( x * a );
    varray.push_back( y * b );
    varray.push_back( 0.5f - x * 0.5f );
    varray.push_back( 0.5f - y * 0.5f );
    varray.push_back( (0.5f*x+0.5f)*(0.5f*y+0.5f) );
}

GLuint vbo;
glGenBuffers( 1, &vbo );
glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, vbo );
glBufferData( GL_ARRAY_BUFFER, varray.size()*sizeof(*varray.data()), varray.data(), GL_STATIC_DRAW );

GLuint vao;
glGenVertexArrays( 1, &vao );
glBindVertexArray( vao );
glVertexAttribPointer( 0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5*sizeof(*varray.data()), 0 );
glEnableVertexAttribArray( 0 );
glVertexAttribPointer( 1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5*sizeof(*varray.data()), (void*)(2*sizeof(*varray.data())) );
glEnableVertexAttribArray( 1 );

glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, 0 );
glBindVertexArray( 0 );

由于顶点缓冲区包含中心点和椭圆周围的点列表,因此可以通过基本类型GL_TRIANGLE_FAN 绘制网格:

glBindVertexArray( vao );
glDrawArrays( GL_TRIANGLE_FAN, 0, (GLsizei)varray.size()/5 );
glBindVertexArray( 0 );

预览:

【讨论】:

  • 是的,就是这样!!!最后一个是关键,它帮助我解决了这个问题,终于!!!!非常感谢,我是你的部门!他的问题是坐标,如果你看到我已经用 cos() 函数计算了所有坐标,因此坐标几乎相同!此外,是的,我必须更改为迭代器的东西来参考!真的谢谢大家!
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