31016-1 (Трехмерная графика. Теория), страница 2

2016-07-31СтудИзба

Описание файла

Документ из архива "Трехмерная графика. Теория", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "информатика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "информатика, программирование" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "31016-1"

Текст 2 страницы из документа "31016-1"

x [i][j] = x [j][i];

x [j][i] = t;

}

}

Matrix& Matrix :: operator += ( const Matrix& A )

{

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ )

x [i][j] += A.x [i][j];

return *this;

}

Matrix& Matrix :: operator -= ( const Matrix& A )

{

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ )

x [i][j] -= A.x [i][j];

return *this;

}

Matrix& Matrix :: operator *= ( double v )

{

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ )

x [i][j] *= v;

return *this;

}

Matrix& Matrix :: operator *= ( const Matrix& A )

{

Matrix res = *this;

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ ) {

double sum = 0;

for ( int k = 0; k < 4; k++ )

sum += res.x [i][k] * A.x [k][j];

x [i][j] = sum;

}

return *this;

}

Matrix operator + ( const Matrix& A, const Matrix& B )

{

Matrix res;

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ )

res.x [i][j] = A.x [i][j] + B.x [i][j];

return res;

}

Matrix operator - ( const Matrix& A, const Matrix& B )

{

Matrix res;

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ )

res.x [i][j] = A.x [i][j] - B.x [i][j];

return res;

}

Matrix operator * ( const Matrix& A, const Matrix& B )

{

Matrix res;

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ ) {

double sum = 0;

for ( int k = 0; k < 4; k++ )

sum += A.x [i][k] * B.x [k][j];

res.x [i][j] = sum;

}

return res;

}

Matrix operator * ( const Matrix& A, double v )

{

Matrix res;

int j;

for ( int i = 0; i < 4; i++ )

for ( j = 0; j < 4; j++ )

res.x [i][j] = A.x [i][j] * v;

return res;

}

Vector operator * ( const Matrix& M, const Vector& v )

{

Vector res;

res.x = v.x * M.x [0][0] + v.y * M.x [1][0] + v.z * M.x [2][0] + M.x [3][0];

res.y = v.x * M.x [0][1] + v.y * M.x [1][1] + v.z * M.x [2][1] + M.x [3][1];

res.z = v.x * M.x [0][2] + v.y * M.x [1][2] + v.z * M.x [2][2] + M.x [3][2];

double denom = v.x * M.x [0][3] + v.y * M.x [1][3] +

v.z * M.x [2][3] + M.x[3][3];

if ( denom != 1.0 )

res /= denom;

return res;

}

Matrix Translate ( const Vector& Loc )

{

Matrix res ( 1 );

res.x [3][0] = Loc.x;

res.x [3][1] = Loc.y;

res.x [3][2] = Loc.z;

return res;

};

Matrix Scale ( const Vector& v )

{

Matrix res ( 1 );

res.x [0][0] = v.x;

res.x [1][1] = v.y;

res.x [2][2] = v.z;

return res;

};

Matrix RotateX ( double Angle )

{

Matrix res ( 1 );

double Cosine = cos ( Angle );

double Sine = sin ( Angle );

res.x [1][1] = Cosine;

res.x [2][1] = - Sine;

res.x [1][2] = Sine;

res.x [2][2] = Cosine;

return res;

};

Matrix RotateY ( double Angle )

{

Matrix res ( 1 );

double Cosine = cos ( Angle );

double Sine = sin ( Angle );

res.x [0][0] = Cosine;

res.x [2][0] = - Sine;

res.x [0][2] = Sine;

res.x [2][2] = Cosine;

return res;

};

Matrix RotateZ ( double Angle )

{

Matrix res ( 1 );

double Cosine = cos ( Angle );

double Sine = sin ( Angle );

res.x [0][0] = Cosine;

res.x [1][0] = - Sine;

res.x [0][1] = Sine;

res.x [1][1] = Cosine;

return res;

};

Matrix Rotate ( const Vector& axis, double angle )

{

Matrix res ( 1 );

double Cosine = cos ( angle );

double Sine = sin ( angle );

res.x [0][0] = axis.x * axis.x + ( 1 - axis.x * axis.x ) * Cosine;

res.x [0][1] = axis.x * axis.y * ( 1 - Cosine ) + axis.z * Sine;

res.x [0][2] = axis.x * axis.z * ( 1 - Cosine ) - axis.y * Sine;

res.x [0][3] = 0;

res.x [1][0] = axis.x * axis.y * ( 1 - Cosine ) - axis.z * Sine;

res.x [1][1] = axis.y * axis.y + ( 1 - axis.y * axis.y ) * Cosine;

res.x [1][2] = axis.y * axis.z * ( 1 - Cosine ) + axis.x * Sine;

res.x [1][3] = 0;

res.x [2][0] = axis.x * axis.z * ( 1 - Cosine ) + axis.y * Sine;

res.x [2][1] = axis.y * axis.z * ( 1 - Cosine ) - axis.x * Sine;

res.x [2][2] = axis.z * axis.z + ( 1 - axis.z * axis.z ) * Cosine;

res.x [2][3] = 0;

res.x [3][0] = 0;

res.x [3][1] = 0;

res.x [3][2] = 0;

res.x [3][3] = 1;

return res;

};

Matrix MirrorX ()

{

Matrix res ( 1 );

res.x [0][0] = -1;

return res;

};

Matrix MirrorY ()

{

Matrix res ( 1 );

res.x [1][1] = -1;

return res;

};

Matrix MirrorZ ()

{

Matrix res ( 1 );

res.x [2][2] = -1;

return res;

}

В следующей библиотеке была реализована работа с трехмерными объектами: гранью, графическим объектом и пространством. Реализованы следующие возможности:

поворот объектов вокруг координатных осей;

зеркальное отображение объектов по отношению к координатным осям;

центральное и параллельное проектирование;

масштабирование объектов;

удаление невидимых поверхностей;

перемещение объектов в пространстве.

//Файл 3dworks.h

#ifndef __3DWORKS__#define __3DWORKS__#include

#include

#include "vector.h"

#include "matrix.h"

#define OneSd 0

#define TwoSds 1

#define MaxPoints 10

#define MaxFacets 10

#define MaxObjects 10

class Polygon

{

public:

int PointNumber;

Vector * Point;

Vector Normal;

Vector Center;

int Color;

int TwoSides;

Polygon () {};

Polygon ( Vector *, int, int, int );

void Draw ( const Vector& );

void Move ( const Vector& );

void Rotate ( double, double, double );

void PolyScale ( const Vector& );

void PolyMirrorX ();

void PolyMirrorY ();

void PolyMirrorZ ();

};

class GrObject

{

public:

int FacetNumber;

Polygon * Facet;

Vector Coords;

GrObject () {};

GrObject ( Polygon *, int, const Vector& );

void Move ( const Vector& );

void Rotate ( double, double, double );

void ObjScale ( const Vector& );

void ObjMirrorX ();

void ObjMirrorY ();

void ObjMirrorZ ();

};

struct BSPNode

{

Polygon * Poly;

double d;

BSPNode * Left;

BSPNode * Right;

};

class Space

{

public:

int ObjectNumber;

GrObject * Object [MaxObjects];

Space () { ObjectNumber = 0; };

Space ( GrObject *, int );

void Add ( GrObject * );

void Draw ( const Vector& );

};

int IsVisible ( const Polygon&, const Vector& );

void DrawBSPTree ( BSPNode *, const Vector& );

#endif

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

//Файл 3dworks.cpp

#include "3dworks.h"// Polygon's methodsPolygon :: Polygon ( Vector * PointArr, int PointNum, int Col, int TS ){ if ( PointNum <= MaxPoints ) { PointNumber = PointNum; Point = PointArr; Color = Col; TwoSides = TS;

Normal = Normalize (

( Point [1] - Point [0] ) ^ ( Point [PointNumber-1] - Point [0] ));

Center = 0;

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ )

Center += Point[i];

Center /= PointNumber;

}

}

void Polygon :: Move ( const Vector& v )

{

Matrix m = Translate ( v );

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ )

Point[i] = m * Point[i];

Center = m * Center;

}

void Polygon :: Rotate ( double Alfa, double Beta, double Gamma )

{

Matrix m = RotateX ( Alfa ) * RotateY ( Beta ) * RotateZ ( Gamma );

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ )

Point[i] = m * Point[i];

Normal = m * Normal;

Center = m * Center;

}

void Polygon :: PolyScale ( const Vector& v )

{

Matrix m = Scale ( v );

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ )

Point[i] = m * Point[i];

Center = m * Center;

}

void Polygon :: PolyMirrorX ()

{

Matrix m = MirrorX();

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ )

Point[i] = m * Point[i];

Center = m * Center;

Normal = m * Normal;

}

void Polygon :: PolyMirrorY ()

{

Matrix m = MirrorY();

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ )

Point[i] = m * Point[i];

Center = m * Center;

Normal = m * Normal;

}

void Polygon :: PolyMirrorZ ()

{

Matrix m = MirrorZ();

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ )

Point[i] = m * Point[i];

Center = m * Center;

Normal = m * Normal;

}

void Polygon :: Draw ( const Vector& PrCenter )

{

int VisPoint[MaxPoints * 2], k = 0;

for ( int i = 0; i < PointNumber; i++ ) {

double Coeff = 1 / ( 1 - Point[i].z / PrCenter.z );

VisPoint[k++] = ( int ) Point[i].x * Coeff + 320;

VisPoint[k++] = ( int ) -Point[i].y * Coeff + 175;

}

setcolor ( Color );

setfillstyle ( 1, Color );

fillpoly ( PointNumber, VisPoint );

}

// GrObject's methods

GrObject :: GrObject ( Polygon * FacetArr, int FacetNum, const Vector& Crds )

{

if ( FacetNum <= MaxFacets )

{

FacetNumber = FacetNum;

Facet = FacetArr;

Coords = Crds;

}

}

void GrObject :: Move ( const Vector& v )

{

for ( int i = 0; i < FacetNumber; i++ )

Facet[i].Move ( v );

Coords = Translate ( v ) * Coords;

}

void GrObject :: Rotate ( double Alfa, double Beta, double Gamma )

{

for ( int i = 0; i < FacetNumber; i++ )

Facet[i].Rotate ( Alfa, Beta, Gamma );

Coords = RotateX ( Alfa ) * RotateY ( Beta ) * RotateZ ( Gamma ) * Coords;

}

void GrObject :: ObjScale ( const Vector& v )

{

for ( int i = 0; i < FacetNumber; i++ )

Facet[i].PolyScale ( v );

Coords = Scale ( v ) * Coords;

}

void GrObject :: ObjMirrorX ()

{

Matrix m = MirrorX();

for ( int i = 0; i < FacetNumber; i++ )

Facet[i].PolyMirrorX ();

Coords = m * Coords;

}

void GrObject :: ObjMirrorY ()

{

Matrix m = MirrorY();

for ( int i = 0; i < FacetNumber; i++ )

Facet[i].PolyMirrorY ();

Coords = m * Coords;

}

void GrObject :: ObjMirrorZ ()

{

Matrix m = MirrorZ();

for ( int i = 0; i < FacetNumber; i++ )

Facet[i].PolyMirrorZ ();

Coords = m * Coords;

}

// Space's methods

Space :: Space ( GrObject * Obj, int ObjectNum )

{

if ( ObjectNum <= MaxObjects )

{

ObjectNumber = ObjectNum;

for ( int i = 0; i < ObjectNumber; i++ )

Object[i] = &Obj[i];

};

}

void Space :: Add ( GrObject * Obj )

{

if ( ObjectNumber < MaxObjects ) Object [ObjectNumber++] = Obj;

}

void Space :: Draw ( const Vector& PrCenter )

{

}

// Other functions

int IsVisible ( const Polygon& Poly, const Vector& PrCenter )

{

return ( Poly.Normal & ( PrCenter - Poly.Point[0] )) < 0 || Poly.TwoSides;

}

void DrawBSPTree ( BSPNode * Tree, const Vector& PrCntr )

{

if (( Tree -> Poly -> Normal & PrCntr ) > Tree -> d ) {

if ( Tree -> Right != NULL ) DrawBSPTree ( Tree -> Right, PrCntr );

Tree -> Poly -> Draw ( PrCntr );

if ( Tree -> Left != NULL ) DrawBSPTree ( Tree -> Left, PrCntr );

}

else {

if ( Tree -> Left != NULL ) DrawBSPTree ( Tree -> Left, PrCntr );

Tree -> Poly -> Draw ( PrCntr );

if ( Tree -> Right != NULL ) DrawBSPTree ( Tree -> Right, PrCntr );

}

}

Далее представлена демонстрационная программа, которая выполняет все вышеперечисленные операции с тетраэдром.

//Файл 3dgame.cpp

#include #include #include

#include

#include

#include

#include "3dworks.h"

void DrawObject ( GrObject* Obj, const Vector& v )

{

for ( int i = 0; i FacetNumber; i++ )

if ( IsVisible ( Obj->Facet[i], v )) Obj->Facet[i].Draw ( v );

}

main ()

{

Vector Poly1[3], Poly2[3], Poly3[3], Poly4[3];

Polygon O[4];

Vector A ( -50, 0, 0 ),

B ( 0, 0, 50 ),

C ( 50, 0, 0 ),

D ( 0, 100, 0 ),

PrCenter ( 0, 0, 1000 );

Poly1[0] = A; Poly2[0] = B;

Poly1[1] = D; Poly2[1] = D;

Poly1[2] = B; Poly2[2] = C;

Poly3[0] = C; Poly4[0] = C;

Poly3[1] = A; Poly4[1] = D;

Poly3[2] = B; Poly4[2] = A;

Polygon * P1 = new Polygon ( Poly1, 3, 11, OneSd );

Polygon * P2 = new Polygon ( Poly2, 3, 12, OneSd );

Polygon * P3 = new Polygon ( Poly3, 3, 13, OneSd );

Polygon * P4 = new Polygon ( Poly4, 3, 14, OneSd );

O[0] = *P1; O[1] = *P2;

O[2] = *P3; O[3] = *P4;

delete P1; delete P2;

delete P3; delete P4;

GrObject * Obj = new GrObject ( O, 4, Vector ( 0 ) );

double fi = 0.1, psi = 0.1, step = 0.1;

int ch = 0, Page = 3;

int driver = DETECT, mode, res;

initgraph ( &driver, &mode, "" );

if ( ( res = graphresult () ) != grOk ) {

printf ( "\nGraphics error: %s\n", grapherrormsg ( res ) );

exit ( 1 );

}

setgraphmode ( 1 );

DrawObject ( Obj, PrCenter );

do {

setactivepage ( Page % 2 );

clearviewport ();

if ( kbhit ())

{

switch ( ch = getch() ) {

case '+': Obj->ObjScale ((1.1,1.1,1.1)); break;

case '-': Obj->ObjScale ((0.9,0.9,0.9)); break;

case 'x': Obj->ObjMirrorX (); break;

case 'y': Obj->ObjMirrorY (); break;

case 'z': Obj->ObjMirrorZ (); break;

};

if ( ch == 0 )

{

switch ( ch = getch () ) {

case 72 : fi -= step; break;

case 80 : fi += step; break;

case 75 : psi += step; break;

case 77 : psi -= step; break;

};

};

};

Obj->Rotate ( fi, psi, 0 );

DrawObject ( Obj, PrCenter );

setvisualpage ( Page++ % 2 );

if ( fi == 0 && psi == 0 ) while ( !kbhit ());

} while ( ch != 27 );

delete Obj;

closegraph ();

}

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5167
Авторов
на СтудИзбе
437
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее