OpenGL繪制Bezier曲線的方法
本文實(shí)例為大家分享了OpenGL繪制Bezier曲線的具體代碼,供大家參考,具體內(nèi)容如下
項(xiàng)目要求:
– 使用鼠標(biāo)在屏幕中任意設(shè)置控制點(diǎn),并生成曲線
– 使用鼠標(biāo)和鍵盤的交互操作實(shí)現(xiàn)對(duì)曲線的修改。
項(xiàng)目總體介紹
本項(xiàng)目利用Bezier曲線生成算法生成可由用戶自定義的曲線??蓪?shí)現(xiàn)核心功能如下:
1、用戶用鼠標(biāo)左擊屏幕任意處產(chǎn)生記錄點(diǎn)。
2、鼠標(biāo)右擊屏幕任意處由先前的任意個(gè)數(shù)記錄點(diǎn)和其先后關(guān)系生成Bezier曲線。
另有輔助輸入功能:
1、按鍵盤‘C'鍵可清除所有記錄點(diǎn)。
2、按鍵盤‘R'鍵可清除上一個(gè)記錄點(diǎn)。
3、按鍵盤‘Q'鍵可推出程序。
項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路
1、Bezier曲線介紹:
貝塞爾曲線就是這樣的一條曲線,它是依據(jù)四個(gè)位置任意的點(diǎn)坐標(biāo)繪制出的一條光滑曲線。在歷史上,研究貝塞爾曲線的人最初是按照已知曲線參數(shù)方程來確定四個(gè)點(diǎn)的思路設(shè)計(jì)出這種矢量曲線繪制法。1962年,法國數(shù)學(xué)家Pierre Bézier第一個(gè)研究了這種矢量繪制曲線的方法,并給出了詳細(xì)的計(jì)算公式,因此按照這樣的公式繪制出來的曲線就用他的姓氏來命名是為貝塞爾曲線。
2、生成公式:
(1)線性公式(只有兩個(gè)點(diǎn)情況)
給定點(diǎn)P0、P1,線性貝茲曲線只是一條兩點(diǎn)之間的直線。這條線由下式給出:
且其等同于線性插值。
(2)二次方公式(三個(gè)點(diǎn)組成)
二次方貝茲曲線的路徑由給定點(diǎn)P0、P1、P2的函數(shù)B(t)追蹤:
TrueType字型就運(yùn)用了以貝茲樣條組成的二次貝茲曲線。
(3)三次方公式(四個(gè)點(diǎn))
P0、P1、P2、P3四個(gè)點(diǎn)在平面或在三維空間中定義了三次方貝茲曲線。曲線起始于P0走向P1,并從P2的方向來到P3。一般不會(huì)經(jīng)過P1或P2;這兩個(gè)點(diǎn)只是在那里提供方向資訊。P0和P1之間的間距,決定了曲線在轉(zhuǎn)而趨進(jìn)P3之前,走向P2方向的“長(zhǎng)度有多長(zhǎng)”。
曲線的參數(shù)形式為:
現(xiàn)代的成象系統(tǒng),如PostScript、Asymptote和Metafont,運(yùn)用了以貝茲樣條組成的三次貝茲曲線,用來描繪曲線輪廓。
(4)一般參數(shù)公式(n個(gè)點(diǎn))
階貝茲曲線可如下推斷。給定點(diǎn)P0、P1、…、Pn,其貝茲曲線即:
N階的貝茲曲線,即N-1階貝茲曲線之間的插值。
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<GL/glut.h>
//定義控制點(diǎn)數(shù)目的最大值
#define MAX_CPTX 25
int ncpts=0;//實(shí)際控制點(diǎn)個(gè)數(shù)
static int width=600,height=600;//窗口大小
typedef struct
{
GLfloat x,y;
} POINT;
POINT cpts[MAX_CPTX];//存儲(chǔ)控制點(diǎn)坐標(biāo)
//求n!
int JieCheng(int n)
{
if(n==1||n==0)
{
return 1;
}
else
{
return n*JieCheng(n-1);
}
}
//求組合排列
double C(int n,int i)
{
return ((double)JieCheng(n))/((double)(JieCheng(i)*JieCheng(n-i)));
}
//求一個(gè)數(shù)u的num次方
double N(double u,int n)
{
double sum=1.0;
if (n==0)
{
return 1;
}
for(int i=0;i<n;i++)
{
sum*=u;
}
return sum;
}
//繪制bezier曲線
void drawBezier(POINT *p)
{
void display();
if(ncpts<=0) return;
POINT *p1;
p1=new POINT[1000];
GLfloat u=0,x,y;
int i,num=1;
p1[0]=p[0];
for(u=0;u<=1;u=u+0.001)
{
x=0;
y=0;
for(i=0;i<ncpts;i++)
{
x+=C(ncpts-1,i)*N(u,i)*N((1-u),(ncpts-1-i))*p[i].x;
y+=C(ncpts-1,i)*N(u,i)*N((1-u),(ncpts-1-i))*p[i].y;
}
p1[num].x=x;
p1[num].y=y;
num++;
}
glPointSize(4.0);
glColor3f(0.0,0.0,0.0);
glBegin(GL_LINE_STRIP);
for(int k=0;k<1000;k++)
glVertex2f(p1[k].x,p1[k].y);
glEnd();
glFlush();
return;
}
//輸入新的控制點(diǎn)
static void mouse(int button, int state,int x,int y)
{
void display();
float wx,wy;
//鼠標(biāo)未按下左鍵,不做響應(yīng)
if(state!=GLUT_DOWN)
return;
else
{if(button==GLUT_LEFT_BUTTON)
{
//轉(zhuǎn)換坐標(biāo)
wx=(2.0*x)/(float)(width-1)-1.0;
wy=(2.0*(height-1-y))/(float)(height-1)-1.0;
//判斷控制點(diǎn)數(shù)目是否超過最大值
if(ncpts==MAX_CPTX)
return;
//存儲(chǔ)控制點(diǎn)
cpts[ncpts].x=wx;
cpts[ncpts].y=wy;
ncpts++;
//繪制控制點(diǎn)
glColor3f(0.0,0.0,0.0);
glPointSize(5.0);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2f(wx,wy);
glEnd();
glFlush();
}
if(button==GLUT_RIGHT_BUTTON)
{
display();
drawBezier(cpts);
}
}
}
void display(void)
{
int i;
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(0.0,0.0,0.0);
glPointSize(5.0);
glBegin(GL_POINTS);
for (i = 0; i < ncpts; i++)
glVertex2f(cpts[i].x,cpts[i].y);
glEnd();
glFlush();
}
//鍵盤回調(diào)函數(shù)
void keyboard(unsigned char key,int x,int y)
{
switch (key)
{
case 'q': case 'Q':
exit(0);
break;
case 'c': case 'C':
ncpts = 0;
glutPostRedisplay();
break;
case 'r': case 'R':
ncpts--;
glutPostRedisplay();
break;
}
}
//重繪函數(shù)
void reshape(int w,int h)
{
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-1.0,1.0,-1.0,1.0,-1.0,1.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glViewport(0,0,w,h);//調(diào)整視口
width=w;
height=h;
}
int main(int argc, char **argv)
{
//初始化
glutInit(&argc,argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB);
glutInitWindowSize(width,height);
glutCreateWindow("zjc2012211763");
//注冊(cè)回調(diào)函數(shù)
glutDisplayFunc(display);
glutMouseFunc(mouse);
glutKeyboardFunc(keyboard);
glutReshapeFunc(reshape);
glClearColor(1.0,1.0,1.0,1.0);
glColor3f(0.0,0.0,0.0);
glutMainLoop();
}
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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