圆柱体

最新推荐文章于 2023-10-03 13:08:16 发布

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CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：操作系统移动开发 java

原文链接：http://www.cnblogs.com/Anzhongliu/p/6092114.html

效果图如下：

1、首先给出的是顶点坐标、纹理坐标和法向量生成的相关代码：

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import android.opengl.GLES20;

//圆面
public class Circle 
{	
	int mProgram;//自定义渲染管线着色器程序id
    int muMVPMatrixHandle;//总变换矩阵引用
    int maPositionHandle; //顶点位置属性引用
    int maTexCoorHandle; //顶点纹理坐标属性引用
    int muMMatrixHandle;
    
    int maCameraHandle; //摄像机位置属性引用 
    int maNormalHandle; //顶点法向量属性引用 
    int maLightLocationHandle;//光源位置属性引用  
    
    
    String mVertexShader;//顶点着色器代码脚本  	 
    String mFragmentShader;//片元着色器代码脚本
	
	FloatBuffer   mVertexBuffer;//顶点坐标数据缓冲
	FloatBuffer   mTexCoorBuffer;//顶点纹理坐标数据缓冲
	FloatBuffer   mNormalBuffer;//顶点法向量数据缓冲
    int vCount=0;   
    float xAngle=0;//绕x轴旋转的角度
    float yAngle=0;//绕y轴旋转的角度
    float zAngle=0;//绕z轴旋转的角度
    
    public Circle(MySurfaceView mv,float scale,float r,int n)
    {
    	//调用初始化顶点数据的initVertexData方法
    	initVertexData(scale,r,n);
    	//调用初始化着色器的intShader方法
    	initShader(mv);
    }
    
    //自定义的初始化顶点数据的方法
    public void initVertexData(
    		float scale,	//大小
    		float r,		//半径
    		int n)		//切分的份数
    {
    	r=r*scale;
		float angdegSpan=360.0f/n;	//顶角的度数
		vCount=3*n;//顶点个数，共有n个三角形，每个三角形都有三个顶点
		
		float[] vertices=new float[vCount*3];//坐标数据
		float[] textures=new float[vCount*2];//顶点纹理S、T坐标值数组
		//坐标数据初始化
		int count=0;
		int stCount=0;
		for(float angdeg=0;Math.ceil(angdeg)<360;angdeg+=angdegSpan)
		{
			double angrad=Math.toRadians(angdeg);//当前弧度
			double angradNext=Math.toRadians(angdeg+angdegSpan);//下一弧度
			//中心点
			vertices[count++]=0;//顶点坐标
			vertices[count++]=0; 
			vertices[count++]=0;
			
			textures[stCount++]=0.5f;//st坐标
			textures[stCount++]=0.5f;
			//当前点
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angrad));//顶点坐标
			vertices[count++]=(float) (r*Math.cos(angrad));
			vertices[count++]=0;
			
			textures[stCount++]=(float) (0.5f-0.5f*Math.sin(angrad));//st坐标
			textures[stCount++]=(float) (0.5f-0.5f*Math.cos(angrad));
			//下一点
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angradNext));//顶点坐标
			vertices[count++]=(float) (r*Math.cos(angradNext));
			vertices[count++]=0;
			
			textures[stCount++]=(float) (0.5f-0.5f*Math.sin(angradNext));//st坐标
			textures[stCount++]=(float) (0.5f-0.5f*Math.cos(angradNext));
		}
		ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length*4);//创建顶点坐标数据缓冲
        vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序为本地操作系统顺序
        mVertexBuffer = vbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
        mVertexBuffer.put(vertices);//向缓冲区中放入顶点坐标数据
        mVertexBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置
        //法向量数据初始化 
        float[] normals=new float[vertices.length];
        for(int i=0;i<normals.length;i+=3){
        	normals[i]=0;
        	normals[i+1]=0;
        	normals[i+2]=1;
        }
        ByteBuffer nbb = ByteBuffer.allocateDirect(normals.length*4);//创建顶点法向量数据缓冲
        nbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序为本地操作系统顺序
        mNormalBuffer = nbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
        mNormalBuffer.put(normals);//向缓冲区中放入顶点法向量数据
        mNormalBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置
        
        //纹理坐标数据初始化
        ByteBuffer cbb = ByteBuffer.allocateDirect(textures.length*4);//创建顶点纹理数据缓冲
        cbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序为本地操作系统顺序
        mTexCoorBuffer = cbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
        mTexCoorBuffer.put(textures);//向缓冲区中放入顶点纹理数据
        mTexCoorBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置 
    }

    //自定义初始化着色器initShader方法
    public void initShader(MySurfaceView mv){
    	//加载顶点着色器的脚本内容
        mVertexShader=ShaderUtil.loadFromAssetsFile("vertex_tex_light.sh", mv.getResources());
        //加载片元着色器的脚本内容
        mFragmentShader=ShaderUtil.loadFromAssetsFile("frag_tex_light.sh", mv.getResources());  
        //基于顶点着色器与片元着色器创建程序
        mProgram = createProgram(mVertexShader, mFragmentShader);
        //获取程序中顶点位置属性引用id  
        maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aPosition");
        //获取程序中顶点纹理坐标属性引用id  
        maTexCoorHandle= GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aTexCoor");
        //获取程序中总变换矩阵引用id
        muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix"); 
        //获取程序中顶点法向量属性引用id  
        maNormalHandle= GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aNormal"); 
        //获取程序中摄像机位置引用id
        maCameraHandle=GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uCamera"); 
        //获取程序中光源位置引用id
        maLightLocationHandle=GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uLightLocation"); 
        //获取位置、旋转变换矩阵引用id
        muMMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMMatrix");  
    }
    
    public void drawSelf(int texId)
    {        
    	 //制定使用某套shader程序
    	 GLES20.glUseProgram(mProgram);        
         
         //将最终变换矩阵传入shader程序
         GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1, false, MatrixState.getFinalMatrix(), 0);
         
         //将位置、旋转变换矩阵传入shader程序
         GLES20.glUniformMatrix4fv(muMMatrixHandle, 1, false, MatrixState.getMMatrix(), 0); 
         //将摄像机位置传入shader程序   
         GLES20.glUniform3fv(maCameraHandle, 1, MatrixState.cameraFB);
         //将光源位置传入shader程序   
         GLES20.glUniform3fv(maLightLocationHandle, 1, MatrixState.lightPositionFB);
         
         
         //传送顶点位置数据
         GLES20.glVertexAttribPointer  
         (
         		maPositionHandle,   
         		3, 
         		GLES20.GL_FLOAT, 
         		false,
                3*4,   
                mVertexBuffer
         );       
         //传送顶点纹理坐标数据
         GLES20.glVertexAttribPointer  
         (
        		maTexCoorHandle, 
         		2, 
         		GLES20.GL_FLOAT, 
         		false,
                2*4,   
                mTexCoorBuffer
         ); 
         //传送顶点法向量数据
         GLES20.glVertexAttribPointer  
         (
        		maNormalHandle, 
         		4, 
         		GLES20.GL_FLOAT, 
         		false,
                3*4,   
                mNormalBuffer
         ); 
         
         //启用顶点位置数据
         GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle);
         //启用顶点纹理数据
         GLES20.glEnableVertexAttribArray(maTexCoorHandle);  
         //启用顶点法向量数据
         GLES20.glEnableVertexAttribArray(maNormalHandle);
         
         
         //绑定纹理
         GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
         GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, texId);
         
         //绘制纹理矩形
         GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_FAN, 0, vCount); 
    }
}

2、接着给出的是柱面顶点坐标、纹理坐标和法向量生成的相关代码：

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import android.opengl.GLES20;

//圆柱侧面
public class CylinderSide 
{	
	int mProgram;//自定义渲染管线着色器程序id
    int muMVPMatrixHandle;//总变换矩阵引用
    int maPositionHandle; //顶点位置属性引用 
    int maTexCoorHandle; //顶点纹理坐标属性引用
    
    int muMMatrixHandle;//位置、旋转、缩放变换矩阵
    int maCameraHandle; //摄像机位置属性引用
    int maNormalHandle; //顶点法向量属性引用
    int maLightLocationHandle;//光源位置属性引用 
    
    
    String mVertexShader;//顶点着色器代码脚本	 
    String mFragmentShader;//片元着色器代码脚本
	
	FloatBuffer   mVertexBuffer;//顶点坐标数据缓冲
	FloatBuffer   mTexCoorBuffer;//顶点纹理坐标数据缓冲
	FloatBuffer   mNormalBuffer;//顶点法向量数据缓冲
    int vCount=0;   
    float xAngle=0;//绕x轴旋转的角度
    float yAngle=0;//绕y轴旋转的角度
    float zAngle=0;//绕z轴旋转的角度
    
    public CylinderSide(MySurfaceView mv,float scale,float r,float h,int n)
    {    	
    	//调用初始化顶点数据的initVertexData方法
    	initVertexData(scale,r,h,n);
    	//调用初始化着色器的intShader方法   
    	initShader(mv);
    }
    
    //自定义初始化顶点坐标数据的方法
    public void initVertexData(
    		float scale,	//大小
    		float r,		//半径
    		float h,		//高度
    		int n			//切分的份数
    	)
    {
    	r=scale*r;
    	h=scale*h;
    	
		float angdegSpan=360.0f/n;
		vCount=3*n*4;//顶点个数，共有3*n*4个三角形，每个三角形都有三个顶点
		//坐标数据初始化
		float[] vertices=new float[vCount*3];
		float[] textures=new float[vCount*2];//顶点纹理S、T坐标值数组
		//坐标数据初始化
		int count=0;
		int stCount=0;
		for(float angdeg=0;Math.ceil(angdeg)<360;angdeg+=angdegSpan)//侧面
		{
			double angrad=Math.toRadians(angdeg);//当前弧度
			double angradNext=Math.toRadians(angdeg+angdegSpan);//下一弧度
			//底圆当前点---0
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angrad));
			vertices[count++]=0;
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.cos(angrad));
			
			textures[stCount++]=(float) (angrad/(2*Math.PI));//st坐标
			textures[stCount++]=1;
			//顶圆下一点---3
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angradNext));
			vertices[count++]=h;
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.cos(angradNext));
			
			textures[stCount++]=(float) (angradNext/(2*Math.PI));//st坐标
			textures[stCount++]=0;
			//顶圆当前点---2
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angrad));
			vertices[count++]=h;
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.cos(angrad));
			
			textures[stCount++]=(float) (angrad/(2*Math.PI));//st坐标
			textures[stCount++]=0;
			
			//底圆当前点---0
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angrad));
			vertices[count++]=0;
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.cos(angrad));
			
			textures[stCount++]=(float) (angrad/(2*Math.PI));//st坐标
			textures[stCount++]=1;
			//底圆下一点---1
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angradNext));
			vertices[count++]=0;
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.cos(angradNext));
			
			textures[stCount++]=(float) (angradNext/(2*Math.PI));//st坐标
			textures[stCount++]=1;
			//顶圆下一点---3
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.sin(angradNext));
			vertices[count++]=h;
			vertices[count++]=(float) (-r*Math.cos(angradNext));
			
			textures[stCount++]=(float) (angradNext/(2*Math.PI));//st坐标
			textures[stCount++]=0;
		}
        //法向量数据初始化  
        float[] normals=new float[vertices.length];
        for(int i=0;i<vertices.length;i++){
        	if(i%3==1){
        		normals[i]=0;  
        	}else{
            	normals[i]=vertices[i];
        	}
        }
		
		
		ByteBuffer vbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length*4);//创建顶点坐标数据缓冲
        vbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序为本地操作系统顺序
        mVertexBuffer = vbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
        mVertexBuffer.put(vertices);//向缓冲区中放入顶点坐标数据
        mVertexBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置

        ByteBuffer nbb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length*4);//创建顶点法向量数据缓冲
        nbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序为本地操作系统顺序
        mNormalBuffer = nbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
        mNormalBuffer.put(normals);//向缓冲区中放入顶点法向量数据
        mNormalBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置
        
        //st坐标数据初始化
        ByteBuffer cbb = ByteBuffer.allocateDirect(textures.length*4);//创建顶点纹理数据缓冲
        cbb.order(ByteOrder.nativeOrder());//设置字节顺序为本地操作系统顺序
        mTexCoorBuffer = cbb.asFloatBuffer();//转换为float型缓冲
        mTexCoorBuffer.put(textures);//向缓冲区中放入顶点纹理数据
        mTexCoorBuffer.position(0);//设置缓冲区起始位置
    }

    //自定义初始化着色器的initShader方法
    public void initShader(MySurfaceView mv)
    {
    	//加载顶点着色器的脚本内容
        mVertexShader=ShaderUtil.loadFromAssetsFile("vertex_tex_light.sh", mv.getResources());
        //加载片元着色器的脚本内容
        mFragmentShader=ShaderUtil.loadFromAssetsFile("frag_tex_light.sh", mv.getResources());  
        //基于顶点着色器与片元着色器创建程序
        mProgram = createProgram(mVertexShader, mFragmentShader);
        //获取程序中顶点位置属性引用id  
        maPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aPosition");
        //获取程序中顶点纹理坐标属性引用id  
        maTexCoorHandle= GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aTexCoor");
        //获取程序中总变换矩阵引用id
        muMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMVPMatrix");
        
        //获取程序中顶点法向量属性引用id  
        maNormalHandle= GLES20.glGetAttribLocation(mProgram, "aNormal"); 
        //获取程序中摄像机位置引用id
        maCameraHandle=GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uCamera"); 
        //获取程序中光源位置引用id
        maLightLocationHandle=GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uLightLocation"); 
        //获取位置、旋转变换矩阵引用id
        muMMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(mProgram, "uMMatrix");  
        
        
    }
    
    public void drawSelf(int texId)
    {        
    	 //制定使用某套shader程序
    	 GLES20.glUseProgram(mProgram);        
         //将最终变换矩阵传入shader程序
         GLES20.glUniformMatrix4fv(muMVPMatrixHandle, 1, false, MatrixState.getFinalMatrix(), 0);
         //将位置、旋转变换矩阵传入shader程序
         GLES20.glUniformMatrix4fv(muMMatrixHandle, 1, false, MatrixState.getMMatrix(), 0); 
         //将摄像机位置传入shader程序   
         GLES20.glUniform3fv(maCameraHandle, 1, MatrixState.cameraFB);
         //将光源位置传入shader程序   
         GLES20.glUniform3fv(maLightLocationHandle, 1, MatrixState.lightPositionFB);
         
         //传送顶点位置数据
         GLES20.glVertexAttribPointer  
         (
         		maPositionHandle,   
         		3, 
         		GLES20.GL_FLOAT, 
         		false,
                3*4,   
                mVertexBuffer
         );       
         //传送顶点纹理坐标数据
         GLES20.glVertexAttribPointer  
         (
        		maTexCoorHandle, 
         		2, 
         		GLES20.GL_FLOAT, 
         		false,
                2*4,   
                mTexCoorBuffer
         ); 
         //传送顶点法向量数据
         GLES20.glVertexAttribPointer  
         (
        		maNormalHandle, 
         		4, 
         		GLES20.GL_FLOAT, 
         		false,
                3*4,   
                mNormalBuffer
         ); 
         
         //启用顶点位置数据
         GLES20.glEnableVertexAttribArray(maPositionHandle);
         //启用顶点纹理数据
         GLES20.glEnableVertexAttribArray(maTexCoorHandle);  
         //启用顶点法向量数据
         GLES20.glEnableVertexAttribArray(maNormalHandle);
         //绑定纹理
         GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
         GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, texId);
         
         //绘制纹理矩形
         GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLES, 0, vCount); 
    }
}

3、最后给出圆面和柱面组装成柱体的代码：

public class Cylinder
{
	Circle bottomCircle;//底圆
	Circle topCircle;//顶圆
	CylinderSide cylinderSide;//侧面
	float xAngle=0;//绕x轴旋转的角度
    float yAngle=0;//绕y轴旋转的角度
    float zAngle=0;//绕z轴旋转的角度
    float h;
    float scale;

    int topTexId; //顶面纹理
    int BottomTexId;  //底面纹理
    int sideTexId;  //侧面纹理
    
	public Cylinder(MySurfaceView mySurfaceView,float scale,float r, float h,int n,
			int topTexId, int BottomTexId, int sideTexId)
	{
		
		this.h=h;
		this.scale=scale;
		this.topTexId=topTexId;
		this.BottomTexId=BottomTexId;
		this.sideTexId=sideTexId;
		
		topCircle=new Circle(mySurfaceView,scale,r,n);	//创建顶面圆对象
		bottomCircle=new Circle(mySurfaceView,scale,r,n);  //创建底面圆对象
		cylinderSide=new CylinderSide(mySurfaceView,scale,r,h,n); //创建侧面无顶圆柱对象
	}
	public void drawSelf()
	{
		MatrixState.rotate(xAngle, 1, 0, 0);
		MatrixState.rotate(yAngle, 0, 1, 0);
		MatrixState.rotate(zAngle, 0, 0, 1);		
		//顶面
		MatrixState.pushMatrix();
		MatrixState.translate(0, h/2*scale, 0);
		MatrixState.rotate(-90, 1, 0, 0);
		topCircle.drawSelf(topTexId);
		MatrixState.popMatrix();
		
		//底面
		MatrixState.pushMatrix();
		MatrixState.translate(0, -h/2*scale, 0);
		MatrixState.rotate(90, 1, 0, 0);
		MatrixState.rotate(180, 0, 0, 1);
		bottomCircle.drawSelf(BottomTexId);
		MatrixState.popMatrix();
		
		//侧面
		MatrixState.pushMatrix();
		MatrixState.translate(0, -h/2*scale, 0);
		cylinderSide.drawSelf(sideTexId);
		MatrixState.popMatrix();
	}
}

转载于:https://www.cnblogs.com/Anzhongliu/p/6092114.html