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画面の中央に回転する立方体 (テクスチャ付き)を描画し、続いて立方体の周りを周回する小さな黄色の球体を描画するプログラムを作成しています。アイデアは、立方体を照らすスポット光源として球体を作ることです。

ここに問題があります。下の画像でわかるように、スポット ライト効果を実現できません。立方体全体が照らされているようです。

GL_SPOT_DIRECTION立方体の位置になるように設定しています。立方体の法線を計算する方法を理解するのに苦労しているため、サーフェス法線を設定しませんでした。また、このような単純なグラフィック アプリケーションで実際に法線が必要かどうかもわかりません。

以下のコードを共有しています。

main.cpp :

#include <QApplication>
#include "glwidget.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);

    GLWidget gl_widget;
    gl_widget.show();

    return app.exec();
}

GLWidget.h :

#pragma once
#include <QGLWidget>
#include <QImage>

class GLWidget : public QGLWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit GLWidget(QWidget* parent = 0);
    virtual ~GLWidget();

    void _draw_texture_cube(int w, int h);
    void _draw_light();

    /* OpenGL initialization, viewport resizing, and painting */

    void initializeGL();
    void paintGL();
    void resizeGL( int width, int height);

    /* enable the user to interact directly with the scene using the keyboard */

    void keyPressEvent(QKeyEvent *e);

private:
    int _width;
    int _height;
    QImage* _img;
    GLuint  _texture;
    float xrot;
    float yrot;
    float zrot;
    bool _light_on;
    bool _must_rotate;
    bool _pause_light;
    GLfloat _light_pos[3];
    GLfloat _cube_pos[3];
    GLUquadricObj* _quadratic;

protected slots:
    void _tick();
};

GLWidget.cpp :

#include "GLWidget.h"

#include <iostream>
#include <QKeyEvent>
#include <QTimer>

#include <cmath>

#define LIGHT_MOVEMENT_SPEED    20.0f           // Degrees per second
#define pi                      3.141592654f

GLWidget::GLWidget(QWidget *parent)
: QGLWidget(parent), _img(NULL), _light_on(true), _must_rotate(true),
  _pause_light(false), _quadratic(NULL)
{
    _width = 0;
    _height = 0;
    _texture = 0;

    xrot = 0.f;
    yrot = 0.f;
    zrot = 0.f;

    // Set central cube position
    _cube_pos[0] = 0.0f;
    _cube_pos[1] = 0.0f;
    _cube_pos[2] = -7.0f;

    // Set light position
    _light_pos[0] = 0.5f;
    _light_pos[1] = 0.5f;
    _light_pos[2] = -7.0f;
}

GLWidget::~GLWidget()
{
    if (_img)
        delete _img;

    glDeleteTextures(1, &_texture);
}

void GLWidget::_tick()
{
    update(); // triggers paintGL()

    QTimer::singleShot(33, this, SLOT(_tick()));
}

void GLWidget::initializeGL()
{
    std::cout << "GLWidget::initializeGL" << std::endl;
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);       // Black Background

    glEnable(GL_CULL_FACE);

    /* Load bitmap */

    glEnable(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB);
    glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);

    if (!_img)
    {
        std::cout << "GLWidget::paintGL: loading image" << std::endl;

        QImage tmp(":/crate.jpg");
        if (tmp.isNull())
        {
            std::cout << "GLWidget::paintGL: !!! Failed QImage #1" << std::endl;
            return;
        }

        _img = new QImage(QGLWidget::convertToGLFormat(tmp));
    }

    /* Convert bitmap into texture */

    // Create The Texture
    glGenTextures(1, &_texture);

    // Typical Texture Generation Using Data From The Bitmap
    glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, _texture);

    // Generate The Texture
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, 0,
                 GL_RGBA, _img->width(), _img->height(), 0,
                 GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, _img->bits());

    if (glGetError() != GL_NO_ERROR)
    {
        std::cout << "GLWidget::paintGL: !!! Failed glTexImage2D" << std::endl;
        return;
    }

    /* Setup lighting */

    glShadeModel(GL_SMOOTH);    //Smooth color shading

    // Light properties
    GLfloat AmbientLight[4]      = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
    GLfloat DiffuseLight[4]      = {0.8, 0.8, 0.8, 1.0};      // color
    GLfloat SpecularLight[4]     = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};      // bright
    GLfloat SpecRef[]            = {0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f};
    GLubyte Shine                = 60.0;

    //glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, AmbientLight);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, AmbientLight);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, DiffuseLight);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, SpecularLight);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, _light_pos);

    glColorMaterial(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, SpecRef);           // refletância do material
    glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, Shine);             // concentração do brilho
    glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, 0);
    //glColorMaterial(GL_FRONT,GL_DIFFUSE);

    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
    glEnable(GL_LIGHTING);
    glEnable(GL_LIGHT0);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    // Sphere
    _quadratic = gluNewQuadric();               // Create A Pointer To The Quadric Object
    gluQuadricNormals(_quadratic, GLU_SMOOTH);  // Create Smooth Normals
    gluQuadricTexture(_quadratic, GL_TRUE);     // Create Texture Coords

    /* Start the timer */

    _tick();
}

/* Draw the central cube with texture
 */
void GLWidget::_draw_texture_cube(int w, int h)
{
    glPushMatrix();

    glTranslatef(_cube_pos[0], _cube_pos[1], _cube_pos[2]);
    glRotatef ( xrot, 1.0, 0.0, 0.0 );
    glRotatef ( yrot, 0.0, 1.0, 0.0 );
    glRotatef ( zrot, 0.0, 0.0, 1.0 );

    glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);

    glBegin(GL_QUADS);  // Draw A Cube

        // Front Face
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);           glVertex3f(-1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(w, 0.0f);              glVertex3f( 1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(w, h);                 glVertex3f( 1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, h);              glVertex3f(-1.0f,  1.0f,  1.0f);

        // Back Face
        glTexCoord2f(w, 0.0f);              glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(w, h);                 glVertex3f(-1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, h);              glVertex3f( 1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);           glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);

        // Top Face
        glTexCoord2f(0.0f, h);              glVertex3f(-1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);           glVertex3f(-1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(w, 0.0f);              glVertex3f( 1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(w, h);                 glVertex3f( 1.0f,  1.0f, -1.0f);

        // Bottom Face
        glTexCoord2f(w, h);                 glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, h);              glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);           glVertex3f( 1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(w, 0.0f);              glVertex3f(-1.0f, -1.0f,  1.0f);

        // Right face
        glTexCoord2f(w, 0.0f);              glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(w, h);                 glVertex3f( 1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, _img->height()); glVertex3f( 1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);           glVertex3f( 1.0f, -1.0f,  1.0f);

        // Left Face
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);           glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(w, 0.0f);              glVertex3f(-1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(w, h);                 glVertex3f(-1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, h);              glVertex3f(-1.0f,  1.0f, -1.0f);

    glEnd();
    glPopMatrix();

    if (_must_rotate)
    {
        xrot += 0.6f;
        yrot += 0.4f;
        zrot += 0.8f;
    }
}

/* Draw light source and light model (sphere)
 */
void GLWidget::_draw_light()
{
    if (_light_on)
    {
        glEnable(GL_LIGHT0);    // enable lights that we use
    }
    else
    {
        glDisable(GL_LIGHT0);
    }

    static float light_angle = 25.0f;
    if (!_pause_light)          // stop moving the light source
    {
        light_angle += LIGHT_MOVEMENT_SPEED * 0.1;
        if (light_angle > 360.0f)
            light_angle -= 360.0f;
    }

    /* Set light source position */

    _light_pos[0] = 4.0f * (float) cos(light_angle * pi / 180.0f);
    _light_pos[1] = 4.0f * (float) sin(light_angle * pi / 180.0f);
    _light_pos[2] = -7;
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, _light_pos);

    GLfloat SpotDir[] = {_cube_pos[0], _cube_pos[1], _cube_pos[2], 0.0 };
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, SpotDir);

    glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_CUTOFF, 150.0);
    glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_EXPONENT, 15.0);

    /* Set the light model position to be the same as the light source */

    glPushMatrix();
        glTranslatef(_light_pos[0], _light_pos[1], _light_pos[2]);
        glColor3ub(255, 255, 0);                // yellow
        gluSphere(_quadratic, 0.2f, 32, 32);    // draw sphere
    glPopMatrix();
}

void GLWidget::paintGL()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // Clear Screen And Depth Buffer

    glMatrixMode   ( GL_MODELVIEW );    // Select The Model View Matrix
    glLoadIdentity();                   // Reset The Current Modelview Matrix

    /* Draw central cube */

    glEnable(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, _texture);       // Select Our Texture
    _draw_texture_cube(_img->width(), _img->height());
    glDisable(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB);

    /* Draw light source and light model*/

    _draw_light();
}

void GLWidget::resizeGL( int w, int h)
{
    _width = w;
    _height = h;
    glViewport(0, 0, w, h);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);    // Select The Projection Matrix
    glLoadIdentity();               // Reset The Projection Matrix
    if (h == 0)                     // Calculate The Aspect Ratio Of The Window
       gluPerspective ( 60, ( float ) w, 0.4, 500.0 );
    else
       gluPerspective ( 60, ( float ) w / ( float ) h, 0.4, 500.0 );

    glMatrixMode   ( GL_MODELVIEW );  // Select The Model View Matrix
    glLoadIdentity ( );    // Reset The Model View Matrix
    gluLookAt(0.0,  0.0, 2.0,   // eye
              0.0,  0.0, 0.0,   // center
              0.0,  1.0, 0.0);  // up
}

void GLWidget::keyPressEvent(QKeyEvent *e)
{
    switch (e->key())
    {
        case Qt::Key_L:
            if (_light_on)
                _light_on = false;
            else
                _light_on = true;
        break;

        case Qt::Key_P:
            if (_pause_light)
                _pause_light = false;
            else
                _pause_light = true;
        break;

        case Qt::Key_R:
            if (_must_rotate)
               _must_rotate = false;
            else
               _must_rotate = true;
        break;

        default:
        break;
    }
}

Lighting.pro :

QT += core gui opengl

SOURCES += \
    GLWidget.cpp \
    main.cpp

HEADERS += \
    GLWidget.h

RESOURCES += \
    resource.qrc

目的の効果を得るために、このアプリケーションで何を変更する必要がありますか?

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立方体の面に法線を指定しません。OpenGLはステートマシンであるため、すべての頂点、つまりすべての面にデフォルトのサーフェス法線を使用します。法線ベクトルは照明にとって非常に重要であるため、すべての顔がほぼ同じように照明されます(頂点の位置は異なりますが、効果は弱いです)。

OpenGLの固定機能ライティングは頂点ごとに行われることにも注意する必要があります。キューブに良いスポットライトを本当に見たい場合は、照明方程式が実際に評価される場所でより多くの頂点が使用されるようにそれをテッサレートするか、フラグメントごとの照明にシェーダーを使用する必要があります。

于 2012-10-10T19:29:45.377 に答える