Week08
電腦圖學 2023-04-06 Week08
1. 主題: 3D模型
2. 主題: OBJ檔
3. 主題: glm.h glm.cpp
4. 實作: Gundam 剛彈模型
step01-1
## step01-1_今天的目標,是3D模型,從jsyeh.org 3dcg10下載 3個檔 source(第二節要看程式碼), data(有模型檔obj,mtl), windows(執行檔), 老師帶同學看 OBJ 檔的內容,並解釋3D模型的檔案格式是怎麼來的。
我們要了解3D模型,是如何產生的
v 對應 vertex頂點
vt 對應 貼圖座標 glTexCoord2f(tx,ty)
vn 對應 vertex normal法向量
f 對應 面facet
step01-2
## step01-2_自己的3D模型,匯出 OBJ檔(配上一個.mtl), 把程式偷改檔名ex. F-16.obj 把它放到課本範例 windows的data目錄裡(尤其是.obj檔的前面有對應.mtl的檔名,要正確),便可以在課本範例裡, 看到自己的模型。研究一下obj模型檔裡的內容。
step02-1
## step02-1_新的GLUT專案 week08-1_glm_model, 先從上上週的「白色茶壼」開始做起, 接下來 include glm.h 並把 .h 檔準備好。把 glm.c 變成 glm.cpp 加入專案中。程式部分,把指標 GLMmodel 準備好。3D模型檔案放在「工作執行目錄」(Build log 會顯示 in ...)
- include 後面用 "glm.h" 表示會去同一個目錄裡面找 glm.h
- 所以, 要把 source.zip 裡面的 glm.h 放好, 才能順利編譯compile
- 把 glm.c 改成 glm.cpp 再把它放到剛剛的目錄中
- 在專案裡,右鍵-Add Files,加入 glm.cpp 成功後, 左邊會有 main.cpp glm.cpp
- 3D模型 .obj .mtl 檔案放在「工作執行目錄」 C:\Users\Administrator\Desktop\freeglut\bin
- GLMmodel *pmodel = NULL;
- glmReadOBJ(...)
- glmDraw(...)
```cpp
///Week08-1_glm_model
///把範例全刪,先把上上週的程式拿來用
#include <GL/glut.h>
#include "glm.h" ///step02-1 把 source.zip裡的 glm.h 放在同目錄中
GLMmodel * pmodel = NULL; ///step02-1 模型的指標,一開始NULL空的
void display()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
if(pmodel==NULL){ ///第一次會進來 step02-1
pmodel = glmReadOBJ("Gundam.obj");///檔名照你的檔名 step02-1
}
glmDraw(pmodel, GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL); ///step02-1
///glutSolidTeapot( 0.3 );
glutSwapBuffers();
}
int main(int argc, char**argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_DEPTH);
glutCreateWindow("week08");
glutDisplayFunc(display);
glutMainLoop();
}
```
step02-2
## step02-2_因為3D模型的大小(很可能)太大or太小, 所以需要縮放一下。可以使用 glmUnitize() 調成單位大小
```cpp
GLMmodel * pmodel = NULL; ///step02-1 模型的指標,一開始NULL空的
void display()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
if(pmodel==NULL){ ///第一次會進來 step02-1
pmodel = glmReadOBJ("Gundam.obj");///檔名照你的檔名 step02-1
glmUnitize(pmodel);///step02-2 縮放成Unit單位大小(-1..+1)
}
glmDraw(pmodel, GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL); ///step02-1
///glutSolidTeapot( 0.3 );
glutSwapBuffers();
}
```
step03-1
## step03-1_要把貼圖,加到 week08-2_glm_model_texture。先把剛剛的 week08-1_glm_model 的程式, 貼過來, 要修改。同時補上 glmFacetNormals() 及 glmVertexNormals()函式, 方便計算法向量。也要把剛剛的 glm.h 及 glm.cpp 準備好, 並把 glm.cpp 也加到專案中。先確認 Gundam 模型可以順利畫出來。
- 老師會傳給你 5個檔案: Gundam.obj Gundom.mtl Diffuse.jpg AO.jpg Specular map.jpg 其中你只要用到 .obj .mtl 和 Diffuse.jpg
- File-New-Project, GLUT專案 week08-2_glm_model_texture
- 把剛剛的程式拿來用, 再改更好!!!!
- 增加 glmFacetNormals() 和 glmVertexNormals()計算正確的法向量
- 其實剛剛的Gundam.obj 裡已有 vn 法向量, 所以不執行這兩行也可以
```cpp
///Week08-2_glm_model_texture
///把範例全刪,貼上 Week08-1_glm_model
///再結合上週的 myTexture的(部分)程式
///記得再裝 opencv2.1, 再配上週的3個咒語 目錄、目錄、cv210 cxcore210 highgui210
#include <opencv/highgui.h> ///使用 OpenCV 2.1 比較簡單, 只要用 High GUI 即可
#include <opencv/cv.h>
#include <GL/glut.h>
int myTexture(char * filename)
{
IplImage * img = cvLoadImage(filename); ///OpenCV讀圖
cvCvtColor(img,img, CV_BGR2RGB); ///OpenCV轉色彩 (需要cv.h)
glEnable(GL_TEXTURE_2D); ///1. 開啟貼圖功能
GLuint id; ///準備一個 unsigned int 整數, 叫 貼圖ID
glGenTextures(1, &id); /// 產生Generate 貼圖ID
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, id); ///綁定bind 貼圖ID
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT); /// 貼圖參數, 超過包裝的範圖T, 就重覆貼圖
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT); /// 貼圖參數, 超過包裝的範圖S, 就重覆貼圖
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); /// 貼圖參數, 放大時的內插, 用最近點
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); /// 貼圖參數, 縮小時的內插, 用最近點
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, img->width, img->height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, img->imageData);
return id;
}
#include "glm.h" ///step02-1 把 source.zip裡的 glm.h 放在同目錄中
///step03-1也要把step02-1的 glm.h也準備好
///glm.cpp 也要加到你的程式目錄裡
GLMmodel * pmodel = NULL; ///step02-1 模型的指標,一開始NULL空的
float angle=0;
void display()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
///step03-1執行前,確認Gundam.obj Gundam.mtl 都在freeglut的bin
if(pmodel==NULL){ ///第一次會進來 step02-1
pmodel = glmReadOBJ("Gundam.obj");///檔名照你的檔名 step02-1
glmUnitize(pmodel);///step02-2 縮放成Unit單位大小(-1..+1)
glmFacetNormals(pmodel);///step03-1
glmVertexNormals(pmodel, 90);///step03-1
}
glPushMatrix();
glRotatef(angle, 0,1,0);
glmDraw(pmodel, GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL | GLM_TEXTURE); ///step02-1
glPopMatrix();
///glutSolidTeapot( 0.3 );
angle++;
glutSwapBuffers();
}
int main(int argc, char**argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_DEPTH);
glutCreateWindow("week08");
myTexture("Diffuse.jpg");///step03-2圖檔也是放freeglut的bin
glEnable(GL_DEPTH_TEST);///下週再教3D的glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glutDisplayFunc(display);
glutIdleFunc(display);
glutMainLoop();
}
```
step03-2
## step03-2_要繼續把貼圖完成。也就是上週的貼圖做的事,全部做一次
- 安裝 OpenCV, 要記得 Add PATH
- 重開CodeBlocks
- 貼上 myTexture的函式(18行)
- 在 main() 加入 myTexture("Diffuse.jpg"); 圖檔也要放在 freeglut的bin
- 加上 Settings-Compiler咒語: C:\OpenCV2.1\include
- 加上 Settings-Compiler咒語: C:\OpenCV2.1\lib
- 加上 Settings-Compiler咒語: cv210 cxcore210 highgui210
- 最後 glmDraw(pmodel, GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL | GLM_TEXTURE); 增加貼圖功能
因為 OpenCV讀圖檔時,是倒過來的, 所以可以在小畫家,把圖檔倒過來,就會正確
step03-3
## step03-3_上傳 GitHub
- 0. 安裝Git 開啟 Git Bash
- 1. cd desktop 進入桌面 git clone https://網址 再 cd 2023graphicsb
- 2. start . 開檔案總管,把今天的2個程式加進去
- 3. git add . 加入帳冊
- 4.0. git config --global user.email jsyeh@mail.mcu.edu.tw
- 4.0. git config --global user.name jsyeh
- 4.1. git commit -m week08
- 5. git push
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