プログラム例 3-5
#include <stdlib.h> /* C言語標準ライブラリのインクルード */
#include <GL/glut.h> /* GLUTヘッダファイルのインクルード */
#include <GL/gl.h> /* GLヘッダファイルのインクルード */
#include <math.h>
#define KEY_ESC 27 /* エスケープキーの登録 */
#define PI 3.1415926
#define X0 320 /* 原点 X0 */
#define Y0 200 /* 原点 Y0 */
#define NP 20 /* 頂点数 */
#define NE 12 /* 面数 */
#define NM 10 /* 一つの面を構成する最大頂点数 */
typedef struct {
float x, y, z;
} point;
point p[NP]={{ 0, 0, 0},{100, 0, 0},{100,100, 0},{ 80,100, 0},
{52.5, 72.5, 0},{52.5, 65, 0},{47.5, 65, 0},{47.5,72.5, 0},
{20,100, 0},{ 0,100, 0},
{ 0, 0, 65},{100, 0, 65},{100,100, 65},{ 80,100, 65},
{52.5, 72.5, 65},{52.5, 65, 65},{47.5, 65, 65},{47.5,72.5, 65},
{20,100, 65},{ 0,100, 65}}; /* 頂点座標 */
int e[NE][NM]={{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},{0,10,11,1},{1,11,12,2},{2,12,13,3},
{3,13,14,4},{4,14,15,5},{5,15,16,6},{6,16,17,7},{7,17,18,8},
{8,18,19,9},{9,19,10,0},{19,18,17,16,15,14,13,12,11,10}}; /* 面データ */
int np[NE]={10,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,10}; /* 面の頂点数 */
int mButton; /* ドラッグ時に押されているマウスボタンの判別 */
int xBegin, yBegin; /* ドラッグ開始時点のマウスポインタの座標 */
float thx=0, thy=0, thz=0; /* x, y, z 軸周りの回転角度 */
float sp = 500; /* 透視変換のパラメータ */
float scal(point p1, point p2, point p3);
point yrot(point p, float th);
point xrot(point p, float th);
point zrot(point p, float th);
point tousi(point p, float sp);
/* 図形の描画 */
void display(void)
{
point q[NP];
int i, j, k, ki, kn=0;
int kashi[NE];
float zk[NE];
float s, max, min;
float xg, yg;
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* ウインドウの背景を決められた色で塗りつぶす */
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0); /* 白色を設定 */
glBegin(GL_LINES); /* 直線の描画 */
glVertex2f(-X0, 0); /* 頂点座標の設定 */
glVertex2f( X0, 0);
glVertex2f( 0, Y0); /* 頂点座標の設定 */
glVertex2f( 0,-Y0);
glEnd(); /* 軸の描画終了 */
for(i = 0; i<NP; i++) {
q[i] = yrot(p[i], thy); /* y軸回りの回転 */
q[i] = xrot(q[i], thx); /* x軸回りの回転 */
q[i] = zrot(q[i], thz); /* z軸回りの回転 */
q[i] = tousi(q[i], sp); /* 透視変換 */
}
for (i=0; i<NE; ++i) { /* 可視面であるかの判定 */
if (scal(q[e[i][0]], q[e[i][1]], q[e[i][2]])>=0) {
kashi[kn++] = i;
max = q[e[i][0]].z;
min = q[e[i][0]].z;
for (j=1; j<np[i]; j++) {
if(max < q[e[i][j]].z) max = q[e[i][j]].z;
if(min > q[e[i][j]].z) min = q[e[i][j]].z;
}
zk[i] = (max + min) / 2;
}
}
for (i=1; i<kn; i++) { /* 直接選択ソート法による面の並び替え */
s =zk[kashi[i]];
ki = kashi[i];
for(j=i-1; j>=0; j--) {
if(zk[kashi[j]] < s)
kashi[j+1] = kashi[j];
else
break;
}
kashi[j+1] = ki;
}
for (i=0; i<kn; i++) {
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0); /* 描画物体に白色を設定 */
glBegin(GL_POLYGON); /* ポリゴン(多角形平面)の描画 */
for (j=0; j < np[kashi[i]]; j++)
glVertex2d(q[e[kashi[i]][j]].x, q[e[kashi[i]][j]].y); /* 頂点座標の設定 */
glEnd();
glColor3f(1.0, 0, 0); /* ポリゴンの描画終了 */
glBegin(GL_LINE_LOOP); /* 輪郭の描画 */
for (j=0; j < np[kashi[i]]; j++)
glVertex2d(q[e[kashi[i]][j]].x, q[e[kashi[i]][j]].y); /* 頂点座標の設定 */
glEnd(); /* 輪郭の描画終了 */
}
glutSwapBuffers(); /* OpenGLのコマンドを強制的に実行 */
}
/* エスケープキーを押したときの処理 */
void myKbd(unsigned char key, int x, int y)
{
if (key == KEY_ESC) exit(0); /* 押されたキーがエスケープキーならばプログラムを終了 */
}
/* 上下矢印キーを押したときの処理 */
void mySkey(int key, int x, int y)
{
switch(key) {
case GLUT_KEY_UP : /* 上矢印キー */
sp += 10;
break;
case GLUT_KEY_DOWN : /* 下矢印キー */
sp -= 10;
break;
}
glutPostRedisplay();
}
/* クリックしたときの処理 */
void myMouse(int button, int state, int x, int y)
{
if(state == GLUT_DOWN) {
mButton = button;
xBegin = x; /* マウスをクリックしたときのx座標 */
yBegin = y; /* マウスをクリックしたときのy座標 */
}
}
/* マウスのドラッグ時の処理 */
void myMotion(int x, int y)
{
int xDisp, yDisp;
xDisp = x - xBegin; /* マウス移動距離の計算 */
yDisp = y - yBegin;
switch(mButton) {
case GLUT_LEFT_BUTTON: /* 左ボタンのドラッグで物体の姿勢を変える */
thx += (float)yDisp/2.0*PI/180.0;
thy += (float)xDisp/2.0*PI/180.0;
break;
case GLUT_RIGHT_BUTTON: /* 右ボタンのドラッグで物体の姿勢を変える */
thz += (float)yDisp/2.0*PI/180.0;
break;
}
xBegin = x; /* つぎのステップのマウスの出発点 */
yBegin = y;
glutPostRedisplay(); /* 1ステップ分のドラッグの結果を描画に反映 */
}
/* グラフィックスの初期化 */
void myInit(char *program)
{
int width=2*X0, height=2*Y0;
glutInitWindowPosition(0, 0); /* ウィンドウの左上の位置を(0,0)とする */
glutInitWindowSize(width, height); /* ウインドウのサイズを2*X0 X 2*Y0ドットとする */
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA ); /* 色の指定にRGBAモードを用いる */
glutCreateWindow(program); /* ウィンドウをオープンする */
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); /* ウインドウの背景色の指定 */
glutKeyboardFunc(myKbd); /* 一般キーのコールバック関数の登録 */
glutSpecialFunc(mySkey); /* 特殊キーのコールバック関数の登録 */
glutMouseFunc(myMouse); /* マウスクリックに対するコールバック関数の登録 */
glutMotionFunc(myMotion); /* マウスドラッグに対するコールバック関数の登録 */
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-X0, X0, -Y0, Y0, -500, 500); /* 座標系を決定(平行投影) */
}
/* Ｓの計算 */
float scal(point p1, point p2, point p3)
{
float s;
s = (p1.x*p2.y+p2.x*p3.y+p3.x*p1.y-p1.x*p3.y-p2.x*p1.y-p3.x*p2.y)/2.0;
return s;
}
/* y軸回りの回転 */
point yrot(point p, float th)
{
point q;
q.x = p.x * cos(th) - p.z * sin(th);
q.y = p.y;
q.z = p.x * sin(th) + p.z * cos(th);
return q;
}
/* x軸回りの回転 */
point xrot(point p, float th)
{
point q;
q.x = p.x;
q.y = p.z * sin(th) + p.y * cos(th);
q.z = p.z * cos(th) - p.y * sin(th);
return q;
}
/* z軸回りの回転 */
point zrot(point p, float th)
{
point q;
q.x = p.x * cos(th) + p.y * sin(th);
q.y = -p.x * sin(th) + p.y * cos(th);
q.z = p.z;
return q;
}
/* 透視変換 */
point tousi(point p, float sp)
{
point q;
q.x = sp * p.x / (sp+p.z);
q.y = sp * p.y / (sp+p.z);
q.z = p.z;
return q;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int i;
float th, sp;
glutInit(&argc, argv); /* glutの初期化 */
myInit(argv[0]);
glutDisplayFunc(display); /* ディスプレイコールバック関数の指定 */
glutMainLoop(); /* イベント待ちの無限ループに入る */
return(0); /* 0 を返して終了 */
}