2020年5月20日 星期三

Week13

電腦圖學 第13週 2020-05-20
1. 主題: 機器人 2.0
2. 複習: T-R-T關節轉動
3. 複習: GLUT .cbp 專案檔 的設定 (執行目錄、include/lib目錄、link lib檔)
4. 實作: 多個關節轉動
5. 確認作業4(多個3D模型+GLUT)繳交狀況]




 複習:GLUT .cbp 專案檔的設定 

(執行目錄、include/lib目錄、link lib檔)

1.一樣先建置一個freeglut環境

2..按檔案會開啟整個專案


開啟一個GLUT專案>按上方Setting>environment..跳出視窗>manage按鈕>.cbp檔打勾

3.專案檔案目錄更改
專案中.cbp檔用notpad++打開>把下列位址改成 " . " 
4.現在專案就為存取檔案的目錄,但是還缺freeglut.dll檔案

C:\Users\Peter\Desktop\freeglut\lib-----freeglut.dll>>>>
搬移至
C:\Users\Peter\Desktop\Week13-----freeglut.dll



5.main.cpp建置執行會出兩個資料夾(bin、obj)其中的檔案會演變成專案執行程式(main.cpp>main.o>week13.exe)


6..wav檔讀取 (.wav檔案現在要放在專案目錄裡):
"#include<windows.h>"
"#include<mmsystem.h>"
"PlaySoundA("01.wav", NULL, SND_ASYNC(SYNC));"
SND_ASYNC 為即時同步SND_SYNC 先完整撥放 

7. 讀入.obj檔
http://www.cmlab.csie.ntu.edu.tw/~jsyeh/3dcg10/
在這個連結載入(source.zip,data.zip)>
data.zip中找自己喜歡的obj檔案聯合其.mtl檔移至專案目錄>
source.zip/glm.c & glm.h移至專案目錄>
glm.c改檔名成glm.cpp>
add 加入glm.cpp程式如下圖>

複習程式碼功能:

#include "glm.h" ///需要glm幫忙修3D模型
GLMmodel * model=NULL;///指向模型的指標


void display(void)
{
       glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);    if(model==NULL){
     model = glmReadOBJ("Al.obj");///這次放目錄就好
     glmUnitize(model);///調整為單位大小(-1~1)
     glmFacetNormals(model);///計算facet法向量s
     glmVertexNormals(model,90);///計算vertex法向量s   

    }
    glPushMatrix();
    glRotated(180,0,1,0);///模型轉正面
    glmDraw(model,GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL);///畫模型
    glPopMatrix();
 
      glutSwapBuffers();

}

複習: T-R-T關節轉動

1.製作一個畫身體的函式方便程式撰寫
將下列程式碼加入void draw body()函式中
       glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    if(model==NULL) {
     model = glmReadOBJ("Al.obj");///這次放目錄就好
     glmUnitize(model);///調整為單位大小(-1~1)
     glmFacetNormals(model);///計算facet法向量s
     glmVertexNormals(model,90);///計算vertex法向量s   

    }
    glPushMatrix();
    glRotated(180,0,1,0);///模型轉正面
    glmDraw(model,GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL);///畫模型
    glPopMatrix();
 


2.void display()引入drawbody()
這樣我們如果要調整大小就drawbody
    glPushMatrix();
    glScalef(0.8,0.8,0.8);///加入它就好
    glRotated(180,0,1,0);///模型轉正面
    glmDraw(model,GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL);///畫模型
    glPopMatrix(); 


3.在做一個模型做手臂Arm
再做一個指標
"GLMmodel * model2=NULL;///指向模型的指標">

如上一個模型引入另一個obj檔
    glScalef(0.8,0.8,0.8);///改成0.8>0.2才剛好
4.做TRT的手臂
宣告float angle=0;
用小畫家找出機器人手臂想掛的位置(座標依身體的整體)
手臂的軸心(座標依手臂)則為上面給的0.2(手臂大小)數值
在display函式修改如下:
  drawbody();
  glPushMatrix();
    glTranslatef(0.3,0.3,0);
    glRotated(angle,0,1,0);///模型轉正面
    glTranslatef(0.2,0,0);
    drawArm();    glmDraw(model,GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL);///畫模型
    glPopMatrix(); 


5.再加一層手臂
複製
glPushMatrix();
    glTranslatef(0.3,0.3,0);
    glRotated(angle,0,1,0);///模型轉正面
    glTranslatef(0.2,0,0);
    drawArm();    glmDraw(model,GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL);///畫模型
glPopMatrix(); 

在原本的
glPushMatrix();~~~~~~~~~~~~glPopMatrix(); 
裡面,
並改成下受臂改有的位置
    glTranslatef(0.2,0,0);///****注意****掛上去的座標依上手臂接點
    glRotated(angle,0,1,0);
    glTranslatef(0.2,0,0);///軸心座標依下手臂
6.另外左手臂只要複製右手然後X軸改為負值己完成

7.控制每個角度

原本float angle[4]={0,0,0,0};///改為陣列>

每個手臂的rotate的angle個改為angle[0]...[3]>

void main()加 glutDisplayFunc(display);、glutKeyboardFunc(key);
    glutMouseFunc(mouse);>

創建上述void函式
void motion(int x,int y)
{
    angle[angleID]= (x-oldX);///angle=x;
    oldX=x;
    glutPostRedisplay();

}
void keyboard(unsigned char key,int x, int y)
{
   if(key=='0') angleID=0;
   if(key=='1') angleID=1;
   if(key=='2') angleID=2;
   if(key=='3') angleID=3;
}  
void mouse(int button, int state, int x, int y)
{
    oldX=x; oldX=y;
}                                                                 
>

int  angleID=0; ///宣告一個角度ID,現在在動的關節
    以及   int oldX,oldX;/// >


最後程式碼如下::



#include <GL/glut.h>
#include "glm.h" ///我們需要 glm 來幫忙秀3D模型
GLMmodel * model=NULL;///我們需要 glm 來幫忙秀3D模型
GLMmodel * model2=NULL;///TODO5: 另一個模型
///留下打光的部分 (陣列)
const GLfloat light_ambient[]  = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
const GLfloat light_diffuse[]  = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
const GLfloat light_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
const GLfloat light_position[] = { 2.0f, 5.0f, -5.0f, 0.0f };
                             ///TODO4:光的位置,z調正負
const GLfloat mat_ambient[]    = { 0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f };
const GLfloat mat_diffuse[]    = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f };
const GLfloat mat_specular[]   = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
const GLfloat high_shininess[] = { 100.0f };

void drawBody()///TODO5: 移出來變函式
{
    if(model==NULL){///我們需要 glm 來幫忙秀3D模型
        model = glmReadOBJ("Al.obj");///TODO2:讀入3D模型,在執行目錄中
        glmUnitize(model);///....還缺一些...
        glmFacetNormals(model);///TODO4:重算(面)法向量
        glmVertexNormals(model, 90);///TODO4:重算(頂點vn)法向量
    }
    glPushMatrix();///TODO4:
        glScalef(0.8, 0.8, 0.8);///TODO5:希望它小一點
        glRotatef(180, 0,1,0);///TODO4:對Y軸轉180度
        glmDraw(model, GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL);
    glPopMatrix();///TODO4:
}
void drawArm()///TODO5: 另一個模型
{
    if(model2==NULL){///TODO5:
        model2 = glmReadOBJ("porsche.obj");///TODO5:
        glmUnitize(model2);///TODO5: 大太了,就縮小 -1...+1
    }
    glPushMatrix();
        glScalef(0.2, 0.2, 0.2);///TODO5: 變小一點
        glRotatef(90, 0,1,0);///TODO5: 轉一下 側面
        glmDraw(model2,  GLM_SMOOTH | GLM_MATERIAL);///TODO5:
    glPopMatrix();
}
float angle[4]={0,0,0,0};///TODO8: 變成很多個陣列!!!
int angleID=0;///TODO8: 現在在動的,是哪一個關節呢?
void display()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    drawBody();///TODO5: 移出來變函式

    glPushMatrix();/// 右 手臂 TODO6
        glTranslatef(0.3, 0.3, 0);///TODO6: (3)等一下要掛在哪裡
        glRotatef(angle[0], 0,0,1);///TODO6: (1) 有個轉動
        glTranslatef(0.2, 0, 0);///TODO6: (2) 移動轉動的中心
        drawArm();///右上 手臂 TODO5:
        glPushMatrix();///TODO7:
            glTranslatef(0.2,0,0);///TODO7:
            glRotatef(angle[1], 0,0,1);///TODO7:
            glTranslatef(0.2, 0, 0);///TODO7:
            drawArm();///TODO7: 右下手臂
        glPopMatrix();///TODO7:
    glPopMatrix();///TODO6

    glPushMatrix();/// 左 手臂 TODO6
        glTranslatef(-0.3, 0.3, 0);///TODO6: (3)等一下要掛在哪裡
        glRotatef(angle[2], 0,0,1);///TODO6: (1) 有個轉動
        glTranslatef(-0.2, 0, 0);///TODO6: (2) 移動轉動的中心
        drawArm();///左上 手臂 TODO5:
        glPushMatrix();///TODO7:
            glTranslatef(-0.2,0,0);///TODO7:
            glRotatef(angle[3], 0,0,1);///TODO7:
            glTranslatef(-0.2, 0, 0);///TODO7:
            drawArm();///TODO7: 左下手臂
        glPopMatrix();///TODO7:
    glPopMatrix();///TODO6


    glutSwapBuffers();
}
int oldX, oldY;///TODO8:
void mouse(int button, int state, int x, int y)///TODO8:
{///TODO8:
    oldX=x; oldY=y;///TODO8:
}
void motion(int x, int y)///TODO6
{
    angle[angleID] += (x-oldX);///TODO8
    oldX = x;///TODO8:
    glutPostRedisplay();///TODO6
}
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{///TODO8:
    if(key=='0') angleID=0;///TODO8:
    if(key=='1') angleID=1;///TODO8:
    if(key=='2') angleID=2;///TODO8:
    if(key=='3') angleID=3;///TODO8:
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);

    glutCreateWindow("Week13");

    glutDisplayFunc(display);
    glutMotionFunc(motion);///TODO6
    glutMouseFunc(mouse);///TODO8:
    glutKeyboardFunc(keyboard);///TODO8:

    ///留下下面的打光相關的函式....
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthFunc(GL_LESS);

    glEnable(GL_LIGHT0);
    glEnable(GL_NORMALIZE);
    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
    glEnable(GL_LIGHTING);

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  light_ambient);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  light_diffuse);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT,   mat_ambient);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE,   mat_diffuse);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR,  mat_specular);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, high_shininess);

    glutMainLoop();
}




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