Qt OpenGL（07）通过递归细分绘制球面

news2024/11/29 11:56:38

文章目录

  • Qt OpenGL通过递归细分逼近球面
  • 思路
  • 下面就是绘制的代码：
    • Widget.cpp
    • 顶点着色器
    • 片段着色器

Qt OpenGL通过递归细分逼近球面

在这里插入图片描述

在OpenGL中绘制球面，不是太简单的事情。因为球面和圆都不是OpenGL所支持的图元，因此我们将通过一种称为递归细分(recursive subdivision)的方法使用三角形来逼近球面, 我们曾经在绘制Sierpinski镂垫时使用过这种技术。

递归细分方法是一种强有力的技术, 利用它可以以任意精度逼近曲线和曲面。

我们将讨论如何利用正四面体来近似球面。

我们的出发点是一个正四面体，正四面体是由4个等边三角形围成的，由4个顶点确定。这4个顶点都位于以原点为中心的单位球面上。

以一个三角形为例，将其分为4个小三角形

在这里插入图片描述

这一过程和 Siepinski 镂垫极其类似，但为啥最终会显示为球面？最重要的步骤就是顶点的归一化。归一化后的坐标就是贴近球面的坐标。

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

      没有归一化               归一化的效果

思路

引自《交互式计算机图形学 基于OpenGL着色器的自顶向下方法 第6版_中文版》一书，略作修改

  1. 正四面体坐标

    QVector3D v[4] = {
    QVector3D(  0.0f,       0.0f,       1.0f      ),
    QVector3D(  0.0f,       0.942809f, -0.333333f ),
    QVector3D( -0.816497f, -0.471405f, -0.333333f ),
    QVector3D(  0.816497f, -0.471405f, -0.333333f )
};

  2. 定义三角形的顶点数据的容器

    std::vector<QVector3D> vdata;

  3. 保存三角形的函数

    void triangle(QVector3D a, QVector3D b, QVector3D c){
    vdata.push_back (a);
    vdata.push_back (b);
    vdata.push_back (c);
}

  4. 细分方法

    void divide_triangle(QVector3D a, QVector3D b, QVector3D c, int n ){
    QVector3D v1, v2, v3;
    if( n > 0 ) {
        // 如果使用归一化，顶点和的结果是否除以 2 都不影响结果  
        v1 = ( a + b )/2;
        v2 = ( a + c )/2;
        v3 = ( b + c )/2;

        // 归一化 的坐标贴近球面。但如果不进行归一化，显示的就是一个细分的四面体
        v1.normalize ();
        v2.normalize ();
        v3.normalize ();

        divide_triangle(a, v2, v1, n-1);
        divide_triangle(c, v3, v2, n-1);
        divide_triangle(b, v1, v3, n-1);
        divide_triangle(v1,v2, v3, n-1);
    }
    else
        triangle (a,b,c);
}

  5. 定义一个递归函数

    void tetrahedron( int n ){
//    divide_triangle( v[0], v[2], v[1], n);
//    divide_triangle( v[0], v[3], v[2], n);
//    divide_triangle( v[0], v[1], v[3], n);
//    divide_triangle( v[1], v[2], v[3], n);
    divide_triangle( v[0], v[1], v[2], n);
    divide_triangle( v[3], v[2], v[1], n);
    divide_triangle( v[0], v[3], v[1], n);
    divide_triangle( v[0], v[2], v[3], n);
}

下面就是绘制的代码：

其它文件略过, 可参考前面的文章。

Widget.cpp

#include "Widget.h"
#include "Camera.hpp"
#include <QApplication>
#include <QMouseEvent>
#include <QThread>
#include <vector>
int rotateAngle = 0;
#define qRandom   QRandomGenerator::global ()
#define qout if( 1 ) qDebug() << __FILE__ << __LINE__ << ": "

QVector3D v[4] = {
    QVector3D(  0.0f,       0.0f,       1.0f      ),
    QVector3D(  0.0f,       0.942809f, -0.333333f ),
    QVector3D( -0.816497f, -0.471405f, -0.333333f ),
    QVector3D(  0.816497f, -0.471405f, -0.333333f )
};

std::vector<QVector3D> vdata;

void triangle(QVector3D a, QVector3D b, QVector3D c){
    vdata.push_back (a);
    vdata.push_back (b);
    vdata.push_back (c);
}

void divide_triangle(QVector3D a, QVector3D b, QVector3D c, int n ){
    QVector3D v1, v2, v3;
    if( n > 0 ) {
        // 如果使用归一化，顶点和的结果是否除以 2 都不影响结果
        v1 = ( a + b )/2;
        v2 = ( a + c )/2;
        v3 = ( b + c )/2;

        // 归一化 的坐标贴近球迷。但如果不进行归一化，显示的就是一个细分的四面体
        v1.normalize ();
        v2.normalize ();
        v3.normalize ();

        divide_triangle(a, v2, v1, n-1);
        divide_triangle(c, v3, v2, n-1);
        divide_triangle(b, v1, v3, n-1);
        divide_triangle(v1,v2, v3, n-1);
    }
    else
        triangle (a,b,c);
}

void tetrahedron( int n ){
    divide_triangle( v[0], v[1], v[2], n);
    divide_triangle( v[3], v[2], v[1], n);
    divide_triangle( v[0], v[3], v[1], n);
    divide_triangle( v[0], v[2], v[3], n);
}

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QOpenGLWidget(parent)
{
    setWindowTitle ("08_Sphere");
    resize (200,200);
    ratio = qApp->devicePixelRatio ();

    tetrahedron(4);
    qout << sizeof(QVector3D)*vdata.size () ;
}

Widget::~Widget()
{
    makeCurrent ();
    glDeleteBuffers (1,&VBO);
    glDeleteVertexArrays (1,&VAO);
    doneCurrent ();
}

void Widget::initializeGL()
{
    initializeOpenGLFunctions ();
    // ---------------------------------

    glGenBuffers (1,&VBO);
    glBindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER,VBO);

    glBufferData (GL_ARRAY_BUFFER,
                  sizeof(QVector3D)*vdata.size (),
                  NULL,
                  GL_STATIC_DRAW);


    glBufferSubData (GL_ARRAY_BUFFER,
                     0,
                     sizeof(QVector3D)*vdata.size (),
                     vdata.data ());

    // ---------------------------------
    glGenVertexArrays (1,&VAO);
    glBindVertexArray(VAO);
    glVertexAttribPointer(0,    // vao 索引，对应顶点着色器中的变量的位置 ： “layout (location = 0) in vec3 aPos;”
                          3,    // 变量中元素的个数， 比如 aPos变量 有 3 个数据【x,y,z】组成
                          GL_FLOAT, // 类型
                          GL_FALSE, // 标准化，是否在 [-1,1] 之间
                          sizeof(QVector3D),  // 步长，表示下个元组的首元素 和 该元组首元素之间的大小，因为顶点数据中 可能还夹杂颜色、法向量等数据
                          (void*)0 );   // 变量的偏移量，在多个变量混合时指定变量的偏移
    glEnableVertexAttribArray(0); // 使用 location = 0 的索引

    // ---------------------------------

    QString filename = ":/shader";
    shaderProgram.addShaderFromSourceFile (QOpenGLShader::Vertex,   filename+".vert");
    shaderProgram.addShaderFromSourceFile (QOpenGLShader::Fragment, filename+".frag");
    shaderProgram.link ();

    glBindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER,0);

    glPolygonMode (GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);

    // 深度测试
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}

void Widget::paintGL()
{
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);   // 设置背景色
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glViewport ((max-min)/2 ,0,min,min);

    shaderProgram.bind ();
    glBindVertexArray(VAO);

    QMatrix4x4 model;
//    model.rotate ( 15, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
//    model.rotate ( rotateAngle-15, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    QMatrix4x4 view;
    QMatrix4x4 projection;
    view = m_Camera.GetViewMatrix ();
    projection.perspective (m_Camera.Zoom, 1.0f ,0.01f, -100.0f);
//    projection.ortho (-1,1,-1,1 ,-1, 100);

    model.rotate ( rotateAngle-15, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

    shaderProgram.setUniformValue ("model",model);
    shaderProgram.setUniformValue ("view",view);
    shaderProgram.setUniformValue ("projection",projection);

    shaderProgram.setUniformValue ("u_color",1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // 红色

    glDrawArrays (GL_TRIANGLES, 0, (int) vdata.size () );

//    qout << this->windowState ();
//    if( this->windowState () != Qt::WindowMinimized && 1 ){
    if( 1 ){
        QThread::currentThread ()->msleep (50);
        rotateAngle += 1 ;
        update ();
    }
}

void Widget::resizeGL(int w, int h)
{
    qout << "resizeGL";
    min = std::min (w,h) * ratio;
    max = std::max (w,h) * ratio;
}

顶点着色器

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;
out float z;
out vec3 color;
void main()
{
   gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);
   color = vec3(sqrt(aPos.x*aPos.x),sqrt(aPos.y * aPos.y),sqrt(aPos.z * aPos.z));
   z = aPos.z;
};

这种着色方法参考了此博客 ： OpenGL递归细分四面体法绘制球体_走肖暂时无法接通的博客-CSDN博客

片段着色器

#version 330 core
uniform vec4 u_color;
in float z;
in vec3 color;
void main()
{
    gl_FragColor = vec4( color *( 0.3 + z ),1.0 );  // 使用坐标转换过来的颜色
//    gl_FragColor = u_color;
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/152710.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

年货小史：最土年货中藏着最真实的烟火气

年货小史：最土年货中藏着最真实的烟火气

农历新年很快就要到了&#xff0c;这让我有些恍惚&#xff0c;觉得从前那个满是烟火的新年&#xff0c;仿佛已经是很遥远的事了。几家电商平台最近又开始了红红火火的年货节&#xff0c;上去转了转&#xff0c;几个平台看下来&#xff0c;拼多多的“年味”似乎最贴近记忆中的烟…
阅读更多...
MySQL的锁机制之全局锁和表锁

MySQL的锁机制之全局锁和表锁

文章目录前言一、全局锁全局锁的介绍以及使用全局锁的应用场景不加锁导致的危害加锁和其他方法对比二、表锁表锁的介绍以及使用表锁的应用场景前言 对mysql锁的总结学习&#xff0c;本文将围绕&#xff0c;加锁的概念&#xff0c;加锁的应用场景和优化&#xff0c;以及不加锁会…
阅读更多...
【C进阶】第十四篇——字符串函数

【C进阶】第十四篇——字符串函数

strlen - 求字符串长度 函数介绍 模拟实现(三种方式) strcpy - 字符串拷贝 函数介绍 模拟实现 strcat - 字符串追加 函数介绍 模拟实现 strcmp - 字符串比较 函数介绍 模拟实现 strstr - 字符串查找 函数介绍 模拟实现 strtok - 字符串分割 函数介绍 strerror…
阅读更多...
小黑周末惊心动魄进“村”赶考，周一继续拖着疲惫的身体来实习的leetcode之旅:968. 监控二叉树

小黑周末惊心动魄进“村”赶考，周一继续拖着疲惫的身体来实习的leetcode之旅:968. 监控二叉树

小黑看完题解思路后代码 # Definition for a binary tree node. # class TreeNode: # def __init__(self, val0, leftNone, rightNone): # self.val val # self.left left # self.right right class Solution:def minCameraCover(self, root: …
阅读更多...
前端、后台（ueditor）富文本的使用和回显

前端、后台（ueditor）富文本的使用和回显

前端、后台富文本的使用前端如何配置ueditorjson文件注释一、html、js引用ueditor二、后端返回ueditor的json文件1.配置接受ueditor的接口三、回显效果图&#xff1a; 前端如何配置ueditor 下载ueditor资源文件地址&#xff1a; ueditor资源文件压缩包下载 下载解压后放在…
阅读更多...
LLM笔记

LLM笔记

LLM其实就是large language model&#xff0c;大语言模型。 AGI其实就是Artificial General Intelligence&#xff0c;通用人工智能。 如果对“最终任务”进一步进行分类&#xff0c;又大致可以分为两大不同类型的任务&#xff1a;自然语言理解类任务和自然语言生成类任务。如果…
阅读更多...
YOLOv6: 面向工业应用的单阶段目标检测框架

YOLOv6: 面向工业应用的单阶段目标检测框架

论文地址&#xff1a;https://arxiv.org/pdf/2209.02976 代码地址&#xff1a;https://github.com/meituan/YOLOv6 多年来&#xff0c;YOLO 系列一直是高效目标检测的行业标准。 YOLO 社区蓬勃发展&#xff0c;丰富了其在众多硬件平台和丰富场景中的使用。在这份技术报告力求…
阅读更多...
云原生Docker搭建chemex资产管理系统

云原生Docker搭建chemex资产管理系统

这篇文章主要讲解如何使用Ubuntu系统安装Docker应用并且搭建Chemex资产管理系统 Chemex数据是存在数据库的&#xff0c;为了方便备份以及管理容器。可利用外部的数据库或者Docker搭建一个数据库出来。我这里就在Docker容器中创建一个Mysql数据库供Chemex资产管理系统使用。 一…
阅读更多...
QQ浏览器是如何提升搜索相关性的？

QQ浏览器是如何提升搜索相关性的？

导言 | 搜索相关性主要指衡量Query和Doc的匹配程度&#xff0c;是信息检索的核心基础任务之一&#xff0c;也是商业搜索引擎的体验优劣最朴素的评价维度之一。本文作者刘杰主要介绍QQ浏览器搜索相关性团队在相关性系统及算法方面的实践经历。值得一提的是&#xff0c;本文会特别…
阅读更多...
数组常用方法总结 (2) ：sort / join / reverse / concat

数组常用方法总结 (2) ：sort / join / reverse / concat

sort 排序后会改变原有数组。简单数组和对象数组都可以进行排序。默认升序排序。 <template><div class"myBlock"><div class"tableBlock"><div class"title">{{ newObject ? "操作后的数组" : "操作…
阅读更多...
NEW | GOT Online支持多模式采集、Mono分析支持IL2CPP打包

NEW | GOT Online支持多模式采集、Mono分析支持IL2CPP打包

在性能优化时&#xff0c;你是否也遇到过这样的困扰&#xff1a;和性能相关的参数非常多&#xff0c;为什么能保障广度&#xff0c;就没法保障深度&#xff1f;这是因为数据的获取本身存在打点消耗&#xff0c;如果获取全量数据势必存在大量打点操作&#xff0c;导致收集的数据…
阅读更多...
定时任务、cron表达式、springBoot整合定时任务和异步任务-58

定时任务、cron表达式、springBoot整合定时任务和异步任务-58

一&#xff1a;定时任务 1.1 官网地址 http://www.quartz-scheduler.org/documentation/quartz-2.3.0/tutorials/crontrigger.html 1.2 cron表达式 Cron表达式是一个字符串&#xff0c;字符串以5或6个空格隔开&#xff0c;分为6或7个域&#xff0c;每一个域代表一个含义&am…
阅读更多...
Spring 教程

Spring 教程

Spring 教程Spring 概述三层架构Spring 的优良特性使用 Spring 框架的好处依赖注入&#xff08;DI&#xff09;Spring 框架具有以下几个特点&#xff1a;1&#xff09;方便解耦&#xff0c;简化开发2&#xff09;方便集成各种优秀框架3&#xff09;降低 Java EE API 的使用难度…
阅读更多...
如何集成GATEWAY作为网关（含网关404和503的解决办法）

如何集成GATEWAY作为网关（含网关404和503的解决办法）

新建model包 gateway 引入依赖 <dependencies><!--引入gateWay--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId></dependency><!--新版本cloud去掉了负…
阅读更多...
ESP32设备驱动-SHT31温度湿度传感器驱动

ESP32设备驱动-SHT31温度湿度传感器驱动

SHT31温度湿度传感器驱动 文章目录 SHT31温度湿度传感器驱动1、SHT31介绍2、硬件准备3、软件准备4、驱动实现1、SHT31介绍 SHT31 是 Sensirion 的下一代温湿度传感器。 它建立在一个新的 CMOSens 传感器芯片之上，该芯片是 Sensirion 新湿度和温度平台的核心。 与其前身相比，…
阅读更多...
[数据库迁移]-LVM逻辑卷管理

[数据库迁移]-LVM逻辑卷管理

[数据库迁移]-LVM逻辑卷管理 森格 | 2023年1月 1、本文旨在记录数据库迁移过程&#xff08;下云至机房&#xff09;中&#xff0c;对新磁盘做逻辑卷管理的过程&#xff0c;并对Linux的文件系统和分区做了相关介绍&#xff0c;如有不对之处&#xff0c;敬请指正。 2、对Linux文…
阅读更多...
【实践】百度信息流推荐系统质效合一的交付系统建设

【实践】百度信息流推荐系统质效合一的交付系统建设

省时查报告-专业、及时、全面的行研报告库省时查方案-专业、及时、全面的营销策划方案库【免费下载】2022年12月份热门报告盘点百度APP Feed流业务架构变迁思考和升级实践罗振宇2023年跨年演讲PPT原稿吴晓波2022年年终秀演讲PPT原稿《底层逻辑》高清配图‍基于深度学习的个性化…
阅读更多...
数据结构：关于时间复杂度的例题计算

数据结构：关于时间复杂度的例题计算

1、嵌套循环时间复杂度的计算 该程序&#xff0c;最上面的嵌套循环里&#xff0c;i每执行一次&#xff0c;j就执行N次&#xff0c;所以嵌套循环执行次数为N*N次&#xff1b;中间的k变量循环了2*N次&#xff1b;最后M变量循环10次。所以总共执行了 N*N2*N10 次&#xff01; 所以…
阅读更多...
ERROR: Could not find a version that satisfies the requirement six＞=1.9.0

ERROR: Could not find a version that satisfies the requirement six＞=1.9.0

问题分析 ERROR: Could not find a version that satisfies the requirement six>1.9.0 (from prompt-toolkit) (from versions: none) ERROR: No matching distribution found for six>1.9.0 出现这个问题的原因是python国内网络不稳定&#xff0c;用pip管理工具安装库…
阅读更多...
websocket创建时附加额外信息 [如自定义headers信息(利用nginx)]

websocket创建时附加额外信息 [如自定义headers信息(利用nginx)]

目录 情景描述&#xff1a; 解决方案 一、服务端要求前端创建websocket时附带的token&#xff0c;必须放在request的headers中&#xff08;常出现在第三方的合作中&#xff09;&#xff1b; 思路&#xff1a; 整体效果&#xff1a; 具体步骤&#xff1a; 二、服务端只需要获…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023