//---------------------------------------------------------------------
// Ukazkovy priklad k serii clanku OpenGL a GLU
//
// Autor: Pavel Tisnovsky
// Cislo clanku: 5
// Cislo prikladu: 1
//
// Tento program po svem spusteni zobrazi 3D teleso.
// Pomoci leveho tlacitka mysi je mozne telesem rotovat, pravym
// tlacitkem se meni vzdalenost telesa od pozorovatele.
// Pri pasivnim pohybu mysi se v titulkovem pruhu okna zobrazuji
// souradnice kurzoru ve "screen coordinates" a "world coordinates".
// z-ova souradnice kurzoru je nastavena na nulu.
// Pomoci klavesy 'f' lze provest prepnuti do celeho okna, klavesou 'w'
// se provede nastaveni puvodni velikosti okna, tj. 450x450 pixelu.
// Klavesou ESC je mozne program ukoncit.
//---------------------------------------------------------------------
#ifdef __BORLANDC__
#include <windows.h> // oprava chyby v nekterych Borlandskych prekladacich
#endif
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <GL/glut.h> // hlavickovy soubor funkci GLUTu a OpenGL
#ifdef __BORLANDC__
#pragma hdrstop // konec predkompilovanych hlavicek pro Borlandske prekladace
#endif
#define WINDOW_WIDTH 450 // velikost okna
#define WINDOW_HEIGHT 450
#define WINDOW_TITLE "OpenGL a GLU, priklad 5.1" // titulek okna - bude prepisovan
float materialAmbient[]={0.3, 0.2, 0.2, 1.0}; // ambientni slozka materialu
float materialDiffuse[]={0.9, 0.1, 0.1, 1.0}; // difuzni slozka materialu
float materialSpecular[]={0.0, 1.0, 1.0, 0.5}; // barva odlesku
float lightAmbient[]= {0.5, 0.5, 0.5, 1.0}; // ambientni slozka svetla
float lightDiffuse[]= {0.9, 0.9, 0.9, 1.0}; // difuzni slozka svetla
float lightSpecular[]={0.0, 0.0, 0.0, 1.0}; // barva odlesku
float lightPosition[]={1.0, 1.0, 1.0, 0.0}; // definice pozice svetla
int xnew=0, ynew=0, znew=0; // soucasna pozice mysi, ze ktere se pocitaji rotace a posuvy
int xold=0, yold=0, zold=0; // minula pozice mysi, ze ktere se pocitaji rotace a posuvy
int xx, yy, zz; // bod, ve kterem se nachazi kurzor mysi
int mouseStatus; // stav tlacitek mysi
float fov=45.0; // hodnota zorneho uhlu - field of view
int windowWidth; // sirka okna
int windowHeight; // vyska okna
float fieldOfView=45.0; // zorny uhel - field of view
float nearClippingPlane=5.0; // blizsi orezavaci rovina
float farClippingPlane=200.0; // vzdalenejsi orezavaci rovina
//---------------------------------------------------------------------
// Pomocna funkce pro aplikaci zpetne projekce. Pro bod zadany
// v souradnicich obrazovky [x, y, z] se vypocte odpovidajici bod ve
// svetovych souradnicich [xw, yw, zw].
//---------------------------------------------------------------------
void myUnProject(
GLdouble x, // vstupy
GLdouble y,
GLdouble z,
GLdouble *xw, // vystupy
GLdouble *yw,
GLdouble *zw)
{
// do techto pomocnych promennych se ulozi
// souradnice vysledneho bodu
GLdouble txw, tyw, tzw;
// pole pro ulozeni aktualne
// nastaveneho ViewPortu
GLint viewPort[4];
// pole pro ulozeni aktualne
// nastavene matice ModelView
GLdouble modelViewMatrix[16];
// pole pro ulozeni aktualne
// nastavene matice Projection
GLdouble projectionMatrix[16];
// ziskat aktualni nastaveni
// ViewPortu
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewPort);
// ziskat aktualni nastaveni
// transformacni matice ModelView
glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX,
modelViewMatrix);
// ziskat aktualni nastaveni
// transformacni matice Projection
glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX,
projectionMatrix);
// provest vlastni zpetnou projekci bodu
gluUnProject(x, y, z, modelViewMatrix,
projectionMatrix, viewPort,
&txw, &tyw, &tzw);
// predani parametrù - neni nutne,
// pokud se v predchozi funkci
// primo predaji ukazatele xw, yw, zw,
// zde je uvedeno pouze pro prehlednost
*xw=txw;
*yw=tyw;
*zw=tzw;
}
//---------------------------------------------------------------------
// Tato funkce vykresli retezec zadanym bitmapovym fontem
//---------------------------------------------------------------------
void printGlutBitmapFont(char *string, void *font, int x, int y, float r, float g, float b)
{
glColor3f(r, g, b); // nastaveni barvy vykreslovanych bitmap
glRasterPos2i(x, y); // nastaveni pozice pocatku bitmapy
while (*string) // projit celym retezcem
glutBitmapCharacter(font, *string++); // vykresleni jednoho znaku
}
//---------------------------------------------------------------------
// Vykresleni informaci o zobrazovane scene
//---------------------------------------------------------------------
void drawInformations(void)
{
char str[100];
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // zacatek modifikace projekcni matice
glLoadIdentity(); // vymazani projekcni matice (=identita)
gluOrtho2D(0, windowWidth, 0, windowHeight); // mapovani abstraktnich souradnic do souradnic okna
glScalef(1, -1, 1); // inverze y-ove osy, aby se y zvetsovalo smerem dolu
glTranslatef(0, -windowHeight, 0); // posun pocatku do leveho horniho rohu
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // bude se menit modelova matice
glLoadIdentity(); // nahrat jednotkovou matici
glDisable(GL_LIGHTING);
sprintf(str, "x-rot: %4d (left mouse button)", xnew % 360);
printGlutBitmapFont(str, GLUT_BITMAP_8_BY_13, 10, 16, 0.2, 1.0, 1.0);
sprintf(str, "y-rot: %4d (left mouse button)", ynew % 360);
printGlutBitmapFont(str, GLUT_BITMAP_8_BY_13, 10, 32, 0.4, 1.0, 1.0);
sprintf(str, "z-transf: %4d (right mouse button)", znew);
printGlutBitmapFont(str, GLUT_BITMAP_8_BY_13, 10, 48, 0.6, 1.0, 0.8);
sprintf(str, "field of view: %4d ", (int)fieldOfView);
printGlutBitmapFont(str, GLUT_BITMAP_8_BY_13, 10, 64, 0.8, 1.0, 0.6);
sprintf(str, "width/height: %3d/%3d ", windowWidth, windowHeight);
printGlutBitmapFont(str, GLUT_BITMAP_8_BY_13, 10, 80, 1.0, 1.0, 0.4);
glEnable(GL_LIGHTING);
}
//---------------------------------------------------------------------
// Vykresleni 3D sceny
//---------------------------------------------------------------------
void drawScene(void)
{
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // zacatek modifikace projekcni matice
glLoadIdentity(); // vymazani projekcni matice (=identita)
// nastaveni perspektivni transformace
gluPerspective(fieldOfView, (double)windowWidth/(double)windowHeight, nearClippingPlane, farClippingPlane);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // bude se menit modelova matice
glLoadIdentity(); // nahrat jednotkovou matici
glTranslatef(0.0f, 0.0f, -40.0f); // posun objektu dale od kamery
glTranslatef(0.0f, 0.0f, znew); // priblizeni ci vzdaleni objektu podle pohybu kurzoru mysi
glRotatef(ynew, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // rotace objektu podle pohybu kurzoru mysi
glRotatef(xnew, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
glutSolidTeapot(5); // vykresleni 3D telesa
}
//---------------------------------------------------------------------
// Funkce pro inicializaci vykreslovani
//---------------------------------------------------------------------
void onInit(void)
{
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // barva pozadi obrazku
glClearDepth(1.0f); // implicitni hloubka ulozena v pameti hloubky
glShadeModel(GL_SMOOTH); // nastaveni stinovaciho rezimu
glEnable(GL_DEPTH_TEST); // nastaveni funkce pro testovani hodnot v Z-bufferu
glDepthFunc(GL_LESS); // nastaveni porovnavaci funkce pro Z-buffer
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);// vylepseni zobrazovani pri vypoctu perspektivy
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL); // stav vykresleni vyplnenych polygonu
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,lightAmbient); // nastaveni parametru svetla
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,lightDiffuse);
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,lightPosition);
glEnable(GL_LIGHTING); // povoleni osvetleni
glEnable(GL_LIGHT0); // zapnuti prvniho svetla
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_AMBIENT,materialAmbient);// nastaveni vlastnosti materialu
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_DIFFUSE,materialDiffuse);
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK,GL_SPECULAR,materialSpecular);
glMaterialf(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, 20.0);
}
//---------------------------------------------------------------------
// Nastaveni souradneho systemu v zavislosti na velikosti okna
//---------------------------------------------------------------------
void onResize(int w, int h) // argumenty w a h reprezentuji novou velikost okna
{
glViewport(0, 0, w, h); // viditelna oblast pres cele okno
windowWidth=w; // zapamatovat si velikost okna
windowHeight=h;
}
//--------------------------------------------------------------------
// Tato funkce je volana pri kazdem prekresleni okna
//--------------------------------------------------------------------
void onDisplay(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // vymazani barvoveho a hloubkoveho bufferu
drawInformations(); // vykresleni informaci o zobrazovane scene
drawScene(); // vlastni vykresleni 3D sceny
glFlush(); // provedeni a vykresleni vsech zmen
glutSwapBuffers();
}
//---------------------------------------------------------------------
// Tato funkce je volana pri stlaceni ASCII klavesy
//---------------------------------------------------------------------
#ifdef __BORLANDC__
#pragma option -w-par // zabranit warningum pri prekladu
#endif // u borlandskych prekladacu
void onKeyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
if (key>='A' && key<='Z') // uprava velkych pismen na mala
key+=(unsigned char)('a'-'A'); // pro zjednoduseni prikazu switch
switch (key) {
case 27: exit(0); break; // ukonceni aplikace
case 'q': exit(0); break; // ukonceni aplikace
case 'f': glutFullScreen(); break; // prepnuti na celou obrazovku
case 'w': glutReshapeWindow(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT); break;
default: break;
}
}
#ifdef __BORLANDC__
#pragma option -w+par
#endif
//---------------------------------------------------------------------
// Tato funkce je volana pri zmene stavu tlacitek mysi
//---------------------------------------------------------------------
void onMouseClick(int button, int state, int x, int y)
{
if (button==GLUT_LEFT_BUTTON) { // leve tlacitko mysi
if (state==GLUT_DOWN) { // pri stlaceni
mouseStatus=1;
xx=x; // zapamatovat pozici kurzoru mysi
yy=y;
}
else { // pri pusteni tlacitka
mouseStatus=0; // normalni stav aplikace
xold=xnew; // zapamatovat novy pocatek
yold=ynew;
}
}
if (button==GLUT_RIGHT_BUTTON) { // pri zmene stavu praveho tlacitka
if (state==GLUT_DOWN) { // pri stlaceni praveho tlacitka
mouseStatus=2;
zz=y; // nastaveni pro funkci motion
}
else { // pri pusteni tlacitka
mouseStatus=0;
zold=znew; // zapamatovat novy pocatek
}
}
glutPostRedisplay(); // prekresleni cele sceny
}
//---------------------------------------------------------------------
// Tato funkce je volana pri posunu mysi se stlacenym tlacitkem
//---------------------------------------------------------------------
void onMouseDrag(int x, int y)
{
if (mouseStatus==1) { // stav rotace objektu
xnew=xold+x-xx; // vypocitat novou pozici
ynew=yold+y-yy;
glutPostRedisplay(); // a prekreslit scenu
}
if (mouseStatus==2) { // stav priblizeni/oddaleni objektu
znew=zold+y-zz; // vypocitat novou pozici
glutPostRedisplay(); // a prekreslit scenu
}
}
//---------------------------------------------------------------------
// Tato funkce je volana pri posunu mysi bez stlaceneho tlacitka mysi
//---------------------------------------------------------------------
void onPassiveMotion(int x, int y)
{
char str[100]; // retezec pro ulozeni titulku
GLdouble wx, wy, wz; // svetove souradnice bodu
myUnProject((GLdouble)x, (GLdouble)(windowHeight-y), 0, &wx, &wy, &wz); // zpetna projekce bodu
sprintf(str, "screen: %5i %5i world: %4.0f %4.0f %4.0f", x, y, wx, wy, wz);
glutSetWindowTitle(str); // nastaveni titulku okna
}
//---------------------------------------------------------------------
// Hlavni funkce konzolove aplikace
//---------------------------------------------------------------------
int main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc, argv); // inicializace knihovny GLUT
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH); // nastaveni dvou barvovych bufferu a pameti hloubky
glutInitWindowPosition(30, 30); // pocatecni pozice leveho horniho rohu okna
glutInitWindowSize(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);// pocatecni velikost okna
glutCreateWindow(WINDOW_TITLE); // vytvoreni okna pro kresleni
glutDisplayFunc(onDisplay); // registrace funkce volane pri prekreslovani okna
glutReshapeFunc(onResize); // registrace funkce volane pri zmene velikosti okna
glutKeyboardFunc(onKeyboard); // registrace funkce volane pri stlaceni klavesy
glutMouseFunc(onMouseClick); // registrace funkce volane pri stlaceni nebo pusteni tlacitka mysi
glutMotionFunc(onMouseDrag); // registrace funkce volane pri posunu mysi se stlacenym tlacitkem
glutPassiveMotionFunc(onPassiveMotion); // registrace funkce volane pri posunu mysi bez stlaceneho tlacitka
onInit(); // inicializace vykreslovani
glutMainLoop(); // nekonecna smycka, kde se volaji zaregistrovane funkce
return 0; // navratova hodnota vracena operacnimu systemu
}
//---------------------------------------------------------------------
// Konec zdrojoveho souboru
//---------------------------------------------------------------------