ぬの部屋(仮)
nu-no-he-ya
  •     123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    27282930   
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031     
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    282930    
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31      
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    2627282930  
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    293031    
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
           
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    30      
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    282930    
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31      
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728293031  
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    2930     
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    27282930   
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031     
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    242526272829 
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728293031  
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031     
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    252627282930 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    30      
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031 
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    293031    
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728293031  
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    2930     
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728   
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31      
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    2627282930  
           
    1234567
    15161718192021
    293031    
           
         12
    3456789
    10111213141516
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728293031  
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031     
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    252627282930 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    30      
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031 
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    293031    
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    27282930   
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    252627282930 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    2627282930  
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    293031    
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728293031  
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728     
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031     
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    282930    
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31      
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    293031    
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    252627282930 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    282930    
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31      
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728293031  
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    2930     
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    27282930   
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031     
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    232425262728 
           
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031 
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    293031    
           
         12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728293031  
           
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    2930     
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
  • OpenGLの座標変換を時前でやってみる

    OpenGLがglVertex3d等で与えられた座標をどうやってピクセル座標に変換しているかは以下のサイトなどで説明されている。

    http://www.songho.ca/opengl/gl_transform.html

    これを実際に計算してみる。

    なおベクトルの変換などは作り置きの関数vmmath.hppを使う

    https://www.study.suzulang.com/3dcg-functions/vmmath-hpp

    mygl-transform.hpp

    #pragma once
    
    #include <iostream>
    #include <array>
    
    #include "vmmath.hpp"
    
    // 参考
    //http://www.songho.ca/opengl/gl_transform.html
    
    void opengltransformation(
      std::array<double, 4>& wnd,
      const std::array<double, 4>& obj,
      const std::array<double, 4>& norm,
      const std::array<double, 16>& modelview,
      const std::array<double, 16>& projection,
      const std::array<double, 2>& depthrange,
      const std::array<int, 4>& viewport
    ) {
    
      std::array<double, 4> exyz;
      szl::mathm::mult_m4_v4(exyz, modelview, obj);
      ///////////////////////////////////////////////
    
    #if 0
      // 現在動作確認を取っていないのでとりあえず無効化
      //法線計算
      std::array<double, 16> modelInvT;
      szl::mathm::inverse44(modelInvT, modelview);
      szl::mathm::transpose44(modelInvT);
      std::array<double, 4> nxyz;
      szl::mathm::mult_m4_v4(nxyz, modelInvT, norm);
    #endif
    
      ///////////////////////////////////////////////
    
      std::array<double, 4> clip;
      szl::mathm::mult_m4_v4(clip, projection, exyz);
      ///////////////////////////////////////////////
    
      std::array<double, 3> ndc;
      ndc[0] = clip[0] / clip[3];
      ndc[1] = clip[1] / clip[3];
      ndc[2] = clip[2] / clip[3];
      //////////////////////////////////////
    
      double x = viewport[0];
      double y = viewport[1];
      double w = viewport[2];
      double h = viewport[3];
      double n = depthrange[0];
      double f = depthrange[1];
    
    
      wnd[0] = w / 2 * ndc[0] + (x + w / 2);
      wnd[1] = h / 2 * ndc[1] + (y + h / 2);
      wnd[2] = (f - n) / 2 * ndc[2] + (f + n) / 2;
    }
    

    使用例

    NBytesのデータを扱うクラス

    ブレゼンハムで線分描画

    #pragma warning(disable:4996)
    
    #include <GL/glut.h>
    
    #pragma comment(lib,"opengl32.lib")
    
    #include "NByteData.hpp"
    
    #include "mygl-transform.hpp"
    
    #include "Bresenham.hpp"
    
    #include<vector>
    
    
    std::vector < NByteData<3> > myimage;
    
    
    void my_transformation(
      std::array<double, 4>& wndcoord,
      const std::array<double, 4>& obj,
      const std::array<double, 4>& norm
    ) {
    
      std::array<double, 16> model;
      std::array<double, 16> proj;
      std::array<double, 2> depthrange{ 0, 1 };
      std::array<int, 4> viewport;
    
      glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, model.data());//行列とビューポート取得
      glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, proj.data());
      glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport.data());
    
    
      opengltransformation(
        wndcoord,//結果のピクセル座標
        obj,//モデルの頂点座標
        norm,
        model,
        proj,
        depthrange,
        viewport
      );
      printf("%lf %lf %lf\n", wndcoord[0], wndcoord[1], wndcoord[2]);
    
    }
    //保存の時に画像を上下反転する
    void reverse_Y(const int width, const int height, NByteData<3>* p);
    
    void pnmP3_Write(const char* const fname, const int vmax, const int width, const int height, const unsigned char* const p);
    
    
    void my_draw(
      const std::array<double, 4>& A,
      const std::array<double, 4>& B,
      const std::array<double, 4>& C
    ) {
      std::array<double, 4> wA;
      std::array<double, 4> wB;
      std::array<double, 4> wC;
    
      //法線は今回は使用しない
      std::array<double, 4> dmy{ 1,1,1,1 };
    
      my_transformation(wA, A, dmy);//三次元座標をピクセル座標に変換
      my_transformation(wB, B, dmy);
      my_transformation(wC, C, dmy);
    
      //////////////////////////////
      int width = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH);
      int height = glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT);
      myimage.resize(width* height);
      std::fill(myimage.begin(), myimage.end(), NByteData<3>{255, 255, 255});
      
      //三角形の描画   
    Bresenham(&myimage[0], width, height, wA[0], wA[1], wB[0], wB[1], NByteData<3>{0, 0, 0}); Bresenham(&myimage[0], width, height, wB[0], wB[1], wC[0], wC[1], NByteData<3>{0, 0, 0}); Bresenham(&myimage[0], width, height, wC[0], wC[1], wA[0], wA[1], NByteData<3>{0, 0, 0}); //上下反転 reverse_Y(width, height, &myimage[0]); pnmP3_Write(//ファイルに出力 R"(C:\test\data\a.ppm)", 255, width, height, myimage.begin()->data() ); }
    void display(void)
    {
      glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    
      std::array<double, 4> pa{ -0.3,-0.4,0,1 };
      std::array<double, 4> pb{ 0.3,-0.4,0.2,1 };
      std::array<double, 4> pc{ 0.1,0.2,-0.2,1 };
    
      std::array<double, 4> norm{ 1,1,1,1 };
    
      glMatrixMode(GL_PROJECTION);//透視投影行列
      glLoadIdentity();
      gluPerspective(60, GLUT_SCREEN_WIDTH / (double)GLUT_SCREEN_HEIGHT, 0.01, 10);
      glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//モデルビュー変換行列
      glLoadIdentity();
      glPushMatrix();
    
      glRotated(30, 1, 1, 1);
      glTranslated(-0.2, -0.2, -1);
    
      glColor3d(1, 0, 0);
      glPointSize(5);
      glBegin(GL_TRIANGLES);
      glVertex3dv(pa.data());
      glVertex3dv(pb.data());
      glVertex3dv(pc.data());
      glEnd();
    
      my_draw(pa,pb,pc);//座標変換のテスト
    
      glPopMatrix();
    
      glFlush();
    
    }
    void init(void)
    {
      glClearColor(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
    }
    
    int main(int argc,char*argv[])
    {
    
      glutInit(&argc, argv);
      glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA);
      glutCreateWindow(argv[0]);
      glutDisplayFunc(display);
      init();
      glutMainLoop();
      return 0;
    }
    
    //画像の上下を反転する
    void reverse_Y(const int width, const int height, NByteData<3>* p) {
    
      size_t HalfHEIGHT = height / 2;
      for (int ha = 0; ha < HalfHEIGHT; ha++) {
    
        int hb = (height - ha) - 1;
    
        NByteData<3>* pha = p + ha * width;
        NByteData<3>* phb = p + hb * width;
    
        if (ha != hb) {
          for (size_t i = 0; i < width; i++) {
            std::swap(pha[i], phb[i]);
          }
        }
    
      }
    
    }
    
    
    //! @brief PPM(RGB各1byte,カラー,テキスト)を書き込む
    //! @param [in] fname ファイル名
    //! @param [in] vmax 全てのRGBの中の最大値
    //! @param [in] width 画像の幅
    //! @param [in] height 画像の高さ
    //! @param [in] p 画像のメモリへのアドレス
    //! @details RGBRGBRGB....のメモリを渡すと、RGBテキストでファイル名fnameで書き込む
    void pnmP3_Write(const char* const fname, const int vmax, const int width, const int height, const unsigned char* const p) { // PPM ASCII
    
    
      FILE* fp = fopen(fname, "w");
    
      fprintf(fp, "P3\n%d %d\n%d\n", width, height, vmax);
    
      size_t k = 0;
      for (size_t i = 0; i < (size_t)height; i++) {
        for (size_t j = 0; j < (size_t)width; j++) {
          fprintf(fp, "%d %d %d ", p[k * 3 + 0], p[k * 3 + 1], p[k * 3 + 2]);
          k++;
        }
        fprintf(fp, "\n");
      }
    
      fclose(fp);
    
    
    }