Dibujar en 3D: puntos, líneas y polígonos. Informática gráfica Ingeniería Informática Antonio...

Dibujar en 3D: puntos, líneas y polígonos.

Informática gráficaIngeniería Informática

Antonio Lillo SanzCarlos Muñoz Martín

Javier Holguera Blanco

Facultad de Ciencias - Departamento de Informática y Automática

Universidad de Salamanca

2 de Mayo de 2007

Introducción

Puntos

Dibujando líneas en 3D

Polígonos

2

Índice general

Informática gráfica

Ingeniería Informática


Introducción

3




OpenGL provee de acceso al hardware gráfico

Librería de renderizado a bajo nivel con amplio soporte hardware

Basada en el uso de primitivasSe construyen figuras complejas a partir de ellas

Puntos, líneas y polígonos, elementos básicos

Introducción



Facultad de Ciencias - Departamento de Informática y Automática4

Se debe especificar la relación coordenadas / pixels físicos de la pantalla

Definición de la clipping area

Sistema de coordenadas (I)




Sistema de coordenadas 3D necesita una tercera componente

Eje Z perpendicular a los ejes X e Y

glLoadIdentity para reiniciar los sistemas de coordenadas a la unidad

GLOrtho para establecer límites de los ejes de coordenadas

glViewPort para definir la vista

Sistema de coordenadas (II)




Puntos

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Elementos de dibujado esenciales

Se componen de varias coordenadas 3 definidas por el usuario

una cuarta interna (w)

Se especifican con glVertex3f(x,y,z) Un punto en 3D es un vertex

Se dibujan entre las sentencias glBegin(GL_POINTS) y glEnd()

Indica que los vértices son puntos

Puntos (I)




Se puede modificar el tamaño del punto glPointSize(GLfloat tamaño)

Se obtiene un punto en forma de cuadrado con cara igual al argumento

Ejemplo// Recuperar el tamaño actual del punto

GLfloat antiguoTamaño;

glGetFloatv(GL_POINT_SIZE, &antiguoTamaño);

// Si el tamaño del punto es pequeño, se agranda (6.0), de lo contrario se mantiene

If(antiguoTamaño < 1.0) glPointSize(6.0);

else glPointSize(1.0);

Puntos (II)




Ejemplo: Círculo compuesto por puntosglBegin(GL_POINTS);

for(ANG = 0.0f; ANG < 2 * GL_PI; ANG += paso)

{

x = radio * fsin(ANG);

y = radio * fcos(ANG);

glVertex2f(x,y);

}

glEnd();

Puntos (III)

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Ejemplos – Puntos aleatorios en un planovoid CALLBACK RenderScene(void)

{

// Limpiamos la ventana con un color de fondo.

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// Guardamos el estado de la matriz y hacemos la rotación.

glPushMatrix();

glRotatef(xRot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);

glRotatef(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

/**********ZONA DE DIBUJO************/

//Dibujamos 50 puntos aleatorios en la pantalla.

//Los puntos están todos en el mismo plano (z=0)

glBegin(GL_POINTS);

for(int i=0;i<50;i++)

glVertex2f(puntos[i][0],puntos[i][1]);

glEnd();

// Recuperar transformaciones

glPopMatrix();

// Eliminar comandos de dibujado

glFlush();

}

Puntos (IV)

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Ejemplos – Puntos aleatorios en un plano Vista del plano que forman los puntos

Puntos (V)

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Dibujando líneas en 3D

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Líneas en 3D (I)

glBegin(GL_LINES);glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);glVertex3f(20.0f, 20.0f, 20.0f);

glEnd();

Primitiva: GL_LINESLínea definida como trazo entre dos vértices

Puede agrupar tantos pares de vértices como se desee

Si el número de vértices es imparDesestimación del último vértice

Ejemplo:

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Líneas en 3D (II)

Series de líneas y trazos (I)Primitivas:

GL_LINE_STRIP

GL_LINE_LOOP

Permiten especificar una lista de vértices a través de los cuales dibujar una línea continua

Basadas en GL_LINES

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Líneas en 3D (III)

glBegin(GL_LINE_STRIP);glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f); // V0glVertex3f(40.0f, 40.0f, 0.0f); // V1glVertex3f(40.0f, 90.0f, 0.0f); // V2

glEnd();

V1

V0

V2

Series de líneas y trazos (II)GL_LINE_STRIP

Dibuja una línea de un vértice al siguiente en la lista

Un vértice se convierte en inicio y fin de una líneaExcepto el primer vértice (sólo inicio) y el último vértice (sólo fin)

Ejemplo:

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Series de líneas y trazos (III)GL_LINE_LOOP

Dibuja una línea de un vértice al siguiente en la lista

Un vértice se convierte en inicio y fin de una líneaIncluidos el primero y el último

Figura de líneas cerrada

Ejemplo:

Líneas en 3D (IV)

glBegin(GL_LINE_LOOP);glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f); // V0glVertex3f(40.0f, 40.0f, 0.0f); // V1glVertex3f(40.0f, 90.0f, 0.0f); // V2

glEnd();

V1

V0

V2

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Líneas en 3D (V)

Aproximación de curvas con líneas rectas (I)Alternativa a la construcción de curvas con puntos

Menos tedioso

Más sencillo e intuitivo

Utilización de la primitiva GL_LINE_STRIPPuntos más próximos Curva mejor definida

No es necesario especificar todos los puntos

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Líneas en 3D (VI)

//Llamar una única vez para todos los puntosglBegin(GL_LINE_STRIP);z = -50.0f;for(angulo=0.0f; angulo<=(2.0f*GL_PI)*3.0f; angulo+=0.1f){ x=50.0f*sin(angulo); y=50.0f*cos(angulo); //Especificar el punto y mover el valor de z //ligeramente hacia arriba glVertex3f(x, y, z); z+=0.5f;}glEnd();

Aproximación de curvas con líneas rectas (II)Ejemplo:

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Líneas en 3D (VII)

// Llamada para redibujar una escenavoid RenderScene(void){

GLfloat y;GLfloat fTam[2];GLfloat fTamAct; …//Almacenar el valor menor y mayor para anchoglGetFloatv(GL_LINE_WIDTH_RANGE,fTam);fTamAct=fTam[0];

// Subir 20 unidades en el eje Y cada líneafor(y=-90.0f; y<90.0f; y+=20.0f){

// Establecer el ancho de líneaglLineWidth(fTamAct);// Dibujar la líneaglBegin(GL_LINES);

glVertex2f(-80.0f, y);glVertex2f(80.0f, y);

glEnd();// Se incrementa el anchofTamAct += 1.0f;

}…

}

Ancho de líneasMétodo para cambiar el ancho o grosor de dibujo de líneas

void glLineWidth(GLfloat width);No todos los anchos son válidosEjemplo:

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Líneas en 3D (VIII)Líneas punteadas (I)

Dibujado de líneas basadas en un patrón punteado o rayadoActivación con glEnable(GL_LINE_STIPPLE);Establecer el patrón

void glLineStipple(GLint factor, GLushort patron);El patrón no es más que un valor de 16 bits

1 Dibujado; 0 Blanco

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Líneas en 3D (IX)

// Llamada para redibujar una escenavoid RenderScene(void){

GLfloat y;GLint factor=1;GLushort patron = 0x5555;…// Activar el punteadoglEnable(GL_LINE_STIPPLE);// Subir en el eje y 20 unidades cada vezfor(y=-90.0f; y<90.0f; y+=20.0f) {

// Establecer el patrónglLineSipple(factor, patron);// Dibujar la líneaglBegin(GL_LINES);

glVertex2f(-80.0f, y);glVertex2f(80.0f, y);

glEnd();factor++;

}…

}

Líneas punteadas (II)Ejemplo

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Polígonos

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Aspectos teóricosPolígonos válidosEncaramientoAjustes de colorModos poligonales

Ejemplos prácticosTriángulos CuadriláterosPolígonos (más de 4 lados)

Índice Polígonos




Características:Las aristas no se pueden cortarPolígonos convexos

Polígonos complejos como unión de polígonos simples.

Vértices en OpenGL son tridimensionalesLos puntos que forman los limites de un polígono no tienen por que estar en el mismo planoCambia el punto de vista, rotaciones -> dejar de ser polígono convexo simpleUtilización de triángulos sus vértices están siempre en el mismo plano

Polígonos válidos

Polígonos válidos Polígonos no válidos




Determina la cara frontal y trasera del polígono

Se especifica en el orden en que

se definen los vérticesSentido contrario a las agujas del reloj (V0, V1, V2). Polígono encarado frontalmente.

Sentido de las agujas del reloj (V0, V2, V1). Polígono con encare posterior.

Función glFrontFace()

Encaramiento




Los colores se especifican para cada vértice no para el polígono.

Efecto de degradado

Función glShadeModel(). Argumentos:GL_SMOOTH: por defecto.

GL_FLAT: color sólido del último vértice

Ajustes de color




Representación de 3 formas distintas.

Función glPoligonMode(). 2 argumentos:Primero: qué caras se verán afectadas.

GL_FRONT

GL_BACK

GL_FRONT_AND_BACK

Segundo: representaciónGL_POINT: muestra sólo los vértices.

GL_LINE: muestra las aristas.

GL_FILL: muestra el polígono entero y relleno.

Modos poligonales




Funciones glBegin() y glEnd()Macro GL_TRIANGLES

Vértices múltiplo de 3.

Ejemplo:Especifican vértices: V1, V2, V3, V4, V5, V6 y V7

Triángulos conectados: primitiva GL_TRIANGLE_STRIP.

Triángulos (I)

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Triángulos (II)




Similar a triángulos.Macro GL_QUADS.

Vértices múltiplo de 4.

Ejemplo:Especifican vértices: V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 y V9.

Cuadriláteros conectados: 4 vértices más pares de puntos. Macro GL_QUAD_STRIP.

Cuadriláteros (I)

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Cuadriláteros (II)




Funciones glBegin() y glEnd()

Aprovechan todos los vértices que se especifiquen.

Polígonos




¿Preguntas?

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