用OpenInventor實現的NeHe OpenGL教程－第十七課

這節課我們將討論使用紋理貼圖的技術來顯示文字。使用這種技術顯示文字的好處在於程序的效果在任何機器上都是相同的。而我們前面討論的顯示文字的方法都是依賴於當前系統中所包含的字體，所以前面討論的技術在不同的機器上有可能會有不同的顯示效果。

使用紋理貼圖來顯示文字的原理很簡單，首先需要製作一個包含所有需要顯示的文字的圖片，將這個圖片作爲紋理加載到內存中，然後根據要顯示的文字，找到其所對應的紋理座標，最後顯示一個矩形平面，對平面的四個頂點賦值上紋理座標，這樣就完成了文字的顯示。

我們首先要仿照NeHe教程，創建一個旋轉的“牆”場景。

SoSeparator* BuildWall(void)

{

SoSeparator *pWallScene = new SoSeparator;

//向Z軸負方向，即屏幕向裏方向移動5個單位，和NeHe教程相同。

SoTranslation *pZTrans = new SoTranslation;

pZTrans->translation.setValue(0.0f,0.0f,- 5.0f);

pWallScene->addChild(pZTrans);

//繞Z軸旋轉45度

SoRotation *pZRotation = new SoRotation;

pZRotation->rotation.setValue(SbVec3f(0,0,1),3.1415 / 4.0);

pWallScene->addChild(pZRotation);

//讓物體同時繞x軸和y軸旋轉，這樣物體就象在一個點上旋轉的鑽石那樣旋轉

SoRotor *pRotor = new SoRotor;

pRotor->rotation.setValue(SbVec3f(1,1,0),1);

pRotor->speed = 0.1;

pWallScene->addChild(pRotor);

//加載紋理位圖

SoTexture2 *pBumpTexture = new SoTexture2;

pBumpTexture->filename.setValue("../Data/Bumps.png");

pBumpTexture->model = SoTexture2::DECAL;

pWallScene->addChild(pBumpTexture);

//定義牆的位置座標數據

float vecWallCoord[][3] = { {-100.0f, 100.0f, 0.0f},

{100.0f, 100.0f, 0.0f},

{100.0f, -100.0f, 0.0f},

{-100.0f, -100.0f, 0.0f} };

SoCoordinate3 *pWallCoords = new SoCoordinate3;

pWallCoords->point.setValues(0,4,vecWallCoord);

pWallScene->addChild(pWallCoords);

SoFaceSet *pWallFaceSet = new SoFaceSet;

pWallScene->addChild(pWallFaceSet);

//旋轉座標系

SoRotation *pRotation = new SoRotation;

pRotation->rotation.setValue(SbVec3f(1,1,0),3.1415 / 2.0);

pWallScene->addChild(pRotation);

//添加另外一個“牆”

pWallScene->addChild(pWallFaceSet);

return pWallScene;

}

下面的函數根據輸入的字符串，使用紋理來創建字符串的場景，紋理座標的計算方法和NeHe教程中相同。

SoSeparator* OivPrint(char *string,int set)

{

if(lstrlen(string) <= 0)

return NULL;

float cx,cy;

SoCoordinate3 *pStringCoords = new SoCoordinate3;

SoTextureCoordinate2 *pTexCoord = new SoTextureCoordinate2;

for(int i = 0; i < lstrlen(string); i++)

{

pStringCoords->point.set1Value( i * 4 + 0, i * 16, 0, 0 );

pStringCoords->point.set1Value( i * 4 + 1, (i + 1) * 16, 0, 0 );

pStringCoords->point.set1Value( i * 4 + 2, (i + 1) * 16, 16, 0 );

pStringCoords->point.set1Value( i * 4 + 3, i * 16, 16, 0 );

cx = float((string[i] - 32 + 128 * set) % 16) / 16.0f;

cy = float((string[i] - 32 + 128 * set) / 16) / 16.0f;

pTexCoord->point.set1Value( i * 4 + 0,cx,1 - cy - 0.0625f);

pTexCoord->point.set1Value( i * 4 + 1,cx + 0.0625f,1 - cy - 0.0625f);

pTexCoord->point.set1Value( i * 4 + 2,cx + 0.0625f,1 - cy);

pTexCoord->point.set1Value( i * 4 + 3,cx,1 - cy);

}

int iIndex = 0;

SoIndexedFaceSet *pTextFaceSet = new SoIndexedFaceSet;

for(int i = 0; i < lstrlen(string); i++)

{

pTextFaceSet->coordIndex.set1Value(iIndex,i * 4);

pTextFaceSet->textureCoordIndex.set1Value(iIndex++,i * 4);

pTextFaceSet->coordIndex.set1Value(iIndex,i * 4 + 1);

pTextFaceSet->textureCoordIndex.set1Value(iIndex++,i * 4 + 1);

pTextFaceSet->coordIndex.set1Value(iIndex,i * 4 + 2);

pTextFaceSet->textureCoordIndex.set1Value(iIndex++,i * 4 + 2);

pTextFaceSet->coordIndex.set1Value(iIndex,i * 4 + 3);

pTextFaceSet->textureCoordIndex.set1Value(iIndex++,i * 4 + 3);

pTextFaceSet->coordIndex.set1Value(iIndex,SO_END_FACE_INDEX);

pTextFaceSet->textureCoordIndex.set1Value(iIndex++,-1);

}

SoSeparator *pStringScene = new SoSeparator;

pStringScene->addChild(pStringCoords);

pStringScene->addChild(pTexCoord);

pStringScene->addChild(pTextFaceSet);

return pStringScene;

}

下面的函數將創建三個運動的字符串，字符串運動軌跡是通過OpenInventor的數學引擎計算出來的。

SoSeparator* BuildFont(void)

{

SoSeparator *pFontScene = new SoSeparator;

SoCallback *pGlCallback = new SoCallback();

pGlCallback->setCallback(GlCB, 0);

pFontScene->addChild(pGlCallback);

SoTexture2 *pFontTexture = new SoTexture2;

pFontTexture->filename.setValue("../Data/Font.png");

pFontTexture->model = SoTexture2::MODULATE;

pFontScene->addChild(pFontTexture);

SoTimeCounter *pCnt1Counter = new SoTimeCounter;

pCnt1Counter->max = 360;

pCnt1Counter->step = 1;

pCnt1Counter->frequency = .2;

SoTimeCounter *pCnt2Counter = new SoTimeCounter;

pCnt2Counter->max = 360;

pCnt2Counter->step = 1;

pCnt2Counter->frequency = .4;

SoSeparator *pText1Sep = OivPrint("NeHe",0);

if(pText1Sep != NULL)

{

SoTranslation *pTransl1 = new SoTranslation;

pText1Sep->insertChild(pTransl1,0);

SoMaterial *pText1Material = new SoMaterial;

pText1Material->diffuseColor.setValue(1.0,0.0,0.0);

pText1Material->transparency = 0.1;

pText1Sep->insertChild(pText1Material,0);

SoCalculator *pText1PosCalc = new SoCalculator;

pText1PosCalc->a.connectFrom(&pCnt1Counter->output);

pText1PosCalc->b.connectFrom(&pCnt2Counter->output);

pText1PosCalc->expression.set1Value(0, "ta = a * M_PI / 180");

pText1PosCalc->expression.set1Value(1, "tb = 28 + 120 * cos(ta)");

pText1PosCalc->expression.set1Value(2, "td = b * M_PI / 180");

pText1PosCalc->expression.set1Value(3, "te = 23.5 + 100 * sin(td)");

pText1PosCalc->expression.set1Value(4, "oA = vec3f(tb,te,0)");

pTransl1->translation.connectFrom(&pText1PosCalc->oA);

SoCalculator *pText1ColorCalc = new SoCalculator;

pText1ColorCalc->a.connectFrom(&pCnt1Counter->output);

pText1ColorCalc->b.connectFrom(&pCnt2Counter->output);

pText1ColorCalc->expression.set1Value(0, "ta = a * M_PI / 180");

pText1ColorCalc->expression.set1Value(1, "tb = cos(ta)");

pText1ColorCalc->expression.set1Value(2, "td = b * M_PI / 180");

pText1ColorCalc->expression.set1Value(3, "te = sin(td)");

pText1ColorCalc->expression.set1Value(4, "tf = 1.0 - 0.5 * cos(ta + td)");

pText1ColorCalc->expression.set1Value(5, "oA = vec3f(tb,te,tf)");

pText1Material->diffuseColor.connectFrom(&pText1ColorCalc->oA);

pFontScene->addChild(pText1Sep);

}

SoSeparator *pText2Sep = OivPrint("OpenGL",1);

if(pText2Sep != NULL)

{

SoTranslation *pTransl2 = new SoTranslation;

pText2Sep->insertChild(pTransl2,0);

SoMaterial *pText2Material = new SoMaterial;

pText2Material->diffuseColor.setValue(1.0,0.0,0.0);

pText2Material->transparency = 0.1;

pText2Sep->insertChild(pText2Material,0);

SoCalculator *pText2PosCalc = new SoCalculator;

pText2PosCalc->a.connectFrom(&pCnt1Counter->output);

pText2PosCalc->b.connectFrom(&pCnt2Counter->output);

pText2PosCalc->expression.set1Value(0, "ta = a * M_PI / 180");

pText2PosCalc->expression.set1Value(1, "tb = 23.5 + 100 * sin(ta)");

pText2PosCalc->expression.set1Value(2, "td = b * M_PI / 180");

pText2PosCalc->expression.set1Value(3, "te = 28 + 100 * cos(td)");

pText2PosCalc->expression.set1Value(4, "oA = vec3f(te,tb,0)");

pTransl2->translation.connectFrom(&pText2PosCalc->oA);

SoCalculator *pText2ColorCalc = new SoCalculator;

pText2ColorCalc->a.connectFrom(&pCnt1Counter->output);

pText2ColorCalc->b.connectFrom(&pCnt2Counter->output);

pText2ColorCalc->expression.set1Value(0, "ta = a * M_PI / 180");

pText2ColorCalc->expression.set1Value(1, "tb = cos(ta)");

pText2ColorCalc->expression.set1Value(2, "td = b * M_PI / 180");

pText2ColorCalc->expression.set1Value(3, "te = sin(td)");

pText2ColorCalc->expression.set1Value(4, "tf = 1.0 - 0.5 * cos(ta + td)");

pText2ColorCalc->expression.set1Value(5, "oA = vec3f(te,tf,tb)");

pText2Material->diffuseColor.connectFrom(&pText2ColorCalc->oA);

pFontScene->addChild(pText2Sep);

}

SoSeparator *pText3Sep = OivPrint("Giuseppe D'Agata",0);

if(pText3Sep != NULL)

{

SoSeparator *pText34Sep = new SoSeparator;

SoShuttle *pText3Shuttle = new SoShuttle;

pText3Shuttle->translation0.setValue(-270,-180,0);

pText3Shuttle->translation1.setValue(25,-180,0);

pText3Shuttle->speed = 0.1;

pText34Sep->addChild(pText3Shuttle);

SoMaterial *pText3Material = new SoMaterial;

pText3Material->diffuseColor.setValue(0.0,0.0,1.0);

pText3Material->transparency = 0.1;

pText34Sep->addChild(pText3Material);

pText34Sep->addChild(pText3Sep);

SoTranslation *pTransl4 = new SoTranslation;

pTransl4->translation.setValue(1,0,0);

pText34Sep->addChild(pTransl4);

SoMaterial *pText4Material = new SoMaterial;

pText4Material->diffuseColor.setValue(1.0,1.0,1.0);

pText4Material->transparency = 0.1;

pText34Sep->addChild(pText4Material);

pText34Sep->addChild(pText3Sep);

pFontScene->addChild(pText34Sep);

}

pGlCallback = new SoCallback();

pGlCallback->setCallback(GlCB, (void *)1);

pFontScene->addChild(pGlCallback);

return pFontScene;

}

分別加載牆和文字場景。

void BuildScene(void)

{

g_pOivSceneRoot->addChild(BuildWall());

g_pOivSceneRoot->addChild(BuildFont());

}

現在編譯運行我們程序，屏幕上顯示一個旋轉的葉片。三個字符串以自己的軌跡不斷運動。效果和NeHe第十七課是相同的。

本課的完整代碼下載。（VC 2003 ＋ Coin2.5）

後記

OpenInventor是一種基於OpenGL的面向對象的三維圖形軟件開發包。使用這個開發包，程序員可以快速、簡潔地開發出各種類型的交互式三維圖形軟件。這裏不對OpenInventor做詳細的介紹，讀者如果感興趣，可以閱讀我的blog中的這篇文章《OpenInventor 簡介》。

NeHe教程是目前針對初學者來說最好的OpenGL教程，它可以帶領讀者由淺入深，循序漸進地掌握OpenGL編程技巧。到目前爲止（2007年11月），NeHe教程一共有48節。我的計劃是使用OpenInventor來實現所有48節課程同樣的效果。目的是複習和鞏固OpenGL的知識，同時與各位讀者交流OpenInventor的使用技巧。

因爲篇幅的限制，我不會介紹NeHe教程中OpenGL的實現過程，因爲NeHe的教程已經講解的很清楚了，目前網絡中也有NeHe的中文版本。我將使用VC 2003作爲主要的編譯器。程序框架採用和NeHe一樣的Win32程序框架，不使用MFC。程序也可以在VC Express，VC 2005/2008中編譯。我採用的OpenInventor開發環境是Coin，這是一個免費開源的OpenInventor開發庫。文章《OpenInventor－Coin3D開發環境》介紹瞭如何在VC中使用Coin。我使用的Coin版本是2.5。讀者可以到 www.coin3d.org 中免費下載。