Рисование трехмерных объектов
Библиотека GLUT включает в себя несколько подпрограмм для рисования перечисленных ниже трехмерных объектов:
| Конус | Икосаэдр | Чайник |
| Куб | Октаэдр | Тетраэдр |
| Додекаэдр | Сфера | Тор |
Вы можете нарисовать эти объекты в виде каркасных моделей или в виде сплошных закрашенных объектов с определенными нормалями к поверхностям. Например, подпрограммы для куба и сферы имеют следующий синтаксис:
void glutWireCube(GLdouble size);
void glutSolidCube(GLdouble size);
void glutWireSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks);
void glutSolidSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks);
Все эти модели рисуются центрированными относительно начала мировой системы координат.
Анимация
Анимация компьютерной графики
Одна из наиболее захватывающих вещей, которую вы можете сделать в области компьютерной графики, — это рисование движущихся изображений. Вне зависимости от того, являетесь ли вы инженером, пытающимся увидеть все стороны разрабатываемого механического узла, пилотом, изучающим с использованием моделирования процесс пилотирования самолета, или же просто страстным любителем компьютерных игр, очевидно, что анимация является важной составной частью компьютерной графики.
В кинотеатре иллюзия движения достигается за счет использования последовательности изображений и проецирования их на экран с частотой 24 кадра в секунду. Каждый кадр последовательно перемещается в положение позади объектива, затвор открывается, и данный кадр отображается на экране. Затвор на мгновение закрывается, в то время как пленка протягивается к следующему кадру, затем на экране отображается этот следующий кадр, и так далее. Хотя каждую секунду вы наблюдаете на экране 24 различные кадра, ваш мозг смешивает все эти кадры в "непрерывную" анимацию. (Старые фильмы Чарли Чаплина снимались с частотой 16 кадров в секунду и при воспроизведении фигуры двигались заметными резкими толчками.) Экран в компьютерной графике обычно обновляется (перерисовывает изображение) приблизительно от 60 до 76 раз в секунду, а иногда прикладные программы обеспечивают даже приблизительно 120 обновлений в секунду. Очевидно, что анимация с частотой 60 кадров в секунду выглядит более "гладкой", чем при частоте 30 кадров в секунду, а 120
|
|
|
кадров в секунду заметно лучше, чем 60 кадров в секунду. Однако частоты регенерации, превышающие 120 кадров в секунду, могут быть за пределами точки уменьшения повторного появления, в зависимости от пределов восприятия.
Основная причина того, что технология проецирования кинофильма работает, заключается в том, что каждый кадр является законченным в момент его отображения на экране. Предположим, что вы пытаетесь сделать компьютерную анимацию из своего кинофильма, состоящего из одного миллиона кадров, с помощью программы, подобной приведенному ниже фрагменту псевдокода:
|
|
|
открыть окно();
for (i = 0; i < 1000000; i++) {
очистить окно();
нарисовать_кадр (i) ;
подождать_пока_не_закончится_интервал_в_1_24__долю_секунды(); )
Если вы добавите время, которое требуется вашей вычислительной системе для того, чтобы очистить экран и нарисовать типичный кадр, то приведенная выше программа показывает все более тревожащие результаты в зависимости от того, насколько близко подходит время, требуемое ей для очистки экрана и прорисовки кадра к 1/ 24 доле секунды. Предположим, что процедура рисования в этой программе почти полностью занимает 1/24 долю секунды. Элементы, нарисованные в самом начале, видимы в течение полной 1/24 доли секунды и представляют сплошное изображение на экране; элементы, нарисованные в конце рассматриваемого интервала, немедленно очищаются, как только программа запускается для рисования следующего кадра. Они представляют собой в лучшем случае некое подобие призрачного изображения, поскольку большую часть интервала в 1/24 секунды ваш глаз рассматривает очищенный фон вместо тех элементов, которые, к несчастью для них, были нарисованы последними. Проблема в данном случае заключается в том, что приведенная выше программа не отображает полностью нарисованные кадры; вместо этого вы наблюдаете процесс рисования в его развитии.
|
|
|
Большинство реализаций библиотеки OpenGL обеспечивает двойную буферизацию — аппаратную или программную, которая предоставляет два готовых буфера с цветными изображениями. Изображение из одного буфера отображается на экране, в то время как в другом буфере рисуется новое изображение. Когда рисование очередного кадра завершается, эти два буфера меняются местами, и тот буфер, что содержал отображаемое изображение, теперь используется для рисования, и наоборот. Это похоже на работу кинопроектора, пленка в котором содержит всего два кадра и склеена в петлю; в то время как один проецируется на экран, киномеханик отчаянно стирает и перерисовывает невидимый зрителю кадр. Если киномеханик работает достаточно быстро, то зритель не замечает различий между таким "кинопроектором" и реальной системой, в которой все кадры уже нарисованы, и кинопроектор просто отображает их один за другим. При использовании двойной буферизации каждый кадр отображается только тогда, когда его рисование завершено; зритель никогда не увидит частично нарисованного кадра.
Псевдокод измененной версии приведенной выше программы, которая отображает плавно анимированную графику, используя при этом двойную буферизацию, мог бы выглядеть следующим образом:
открыть_окно_в_режиме_двойной_буфериэации(); for (i = 0; i < 1000000; i++) {
очис1ить_окно();
нарисовать_кадр(i);
поменять_буферы_местами() ; }
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 176; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!