OpenGL（可编程管线）：椭球的绘制和贴图

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#opengl #c++ #图形学

于 2021-07-21 22:05:49 首次发布

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本文介绍了如何通过C++实现一个Ellipsoid类，通过计算构建圆形顶点并组合成三角形，详细展示了纹理坐标和索引的生成过程。读者可以借此理解三维图形的基本构建原理。

在这里插入图片描述

通过构建圆形顶点，再将这些顶点组合成三角形，即可得出最后的图形。
纹理坐标就是通过投影计算得出。

代码

构建类
运行结果

构建类

#pragma once
#include <vector>
#include <glm/glm.hpp>
using namespace std;

class Ellipsoid
{
private:
	//顶点个数
	int numVertices;
	//索引个数
	int numIndices;
	//顶点
	vector<glm::vec3> vertices;
	//法线
	vector<glm::vec3> normals;
	//纹理坐标
	vector<glm::vec2> texCoords;
	//索引
	vector<int> indices;
	//x轴向长度
	float xAxis;
	//y轴向长度
	float yAxis;
	//z轴向长度
	float zAxis;
	float toRadians(float degrees);
	//初始化,计算各种数据
	void init(int prec);
public:
	Ellipsoid();
	Ellipsoid(float xAxis, float yAxis, float zAxis, int prec);
	int getNumVertices();
	int getNumIndices();
	vector<glm::vec3> getVertices();
	vector<glm::vec3> getNormals();
	vector<glm::vec2> getTexCoords();
	vector<int> getIndices();
};

#include "Ellipsoid.h"

float Ellipsoid::toRadians(float degrees) { return (degrees * 2.0f * 3.14159f) / 360.0f; }

void Ellipsoid::init(int prec)
{
	numVertices = (prec + 1) * (prec + 1);
	numIndices = prec * prec * 6;
	for (int i = 0; i < numVertices; i++)
	{
		vertices.push_back(glm::vec3());
		normals.push_back(glm::vec3());
		texCoords.push_back(glm::vec2());
	}
	for (int i = 0; i < numIndices; i++)
	{
		indices.push_back(0);
	}
	for (int i = 0; i <= prec; i++)
	{
		for (int j = 0; j <= prec; j++)
		{
			float x = xAxis * sin(toRadians(i * 180.f / prec)) * cos(toRadians(j * 360.f / prec));
			float y = yAxis * sin(toRadians(i * 180.f / prec)) * sin(toRadians(j * 360.f / prec));
			float z = zAxis * cos(toRadians(i * 180.0f / prec));
			vertices[i * (prec + 1) + j] = glm::vec3(x, y, z);
			normals[i * (prec + 1) + j] = glm::vec3(x, y, z);
			texCoords[i * (prec + 1) + j] = glm::vec2((float)j / prec, (float)i / prec);
		}
	}

	//计算索引
	for (int i = 0; i < prec; i++) {
		for (int j = 0; j < prec; j++) {
			indices[6 * (i * prec + j) + 0] = i * (prec + 1) + j;
			indices[6 * (i * prec + j) + 1] = i * (prec + 1) + j + 1;
			indices[6 * (i * prec + j) + 2] = (i + 1) * (prec + 1) + j;
			indices[6 * (i * prec + j) + 3] = i * (prec + 1) + j + 1;
			indices[6 * (i * prec + j) + 4] = (i + 1) * (prec + 1) + j + 1;
			indices[6 * (i * prec + j) + 5] = (i + 1) * (prec + 1) + j;
		}
	}
}

Ellipsoid::Ellipsoid(){}

Ellipsoid::Ellipsoid(float xAxis, float yAxis, float zAxis, int prec)
{
	this->xAxis = xAxis;
	this->yAxis = yAxis;
	this->zAxis = zAxis;
	init(prec);
}

int Ellipsoid::getNumVertices()
{
	return numVertices;
}

int Ellipsoid::getNumIndices()
{
	return numIndices;
}

vector<glm::vec3> Ellipsoid::getVertices()
{
	return vertices;
}

vector<glm::vec3> Ellipsoid::getNormals()
{
	return normals;
}

vector<glm::vec2> Ellipsoid::getTexCoords()
{
	return texCoords;
}

vector<int> Ellipsoid::getIndices()
{
	return indices;
}