ぬの部屋(仮)
nu-no-he-ya
  •   12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    2728     
           
          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    
           
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
           
      12345
    6789101112
    13141516171819
    20212223242526
    27282930   
           
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031     
        123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    252627282930 
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28293031   
           
     123456
    78910111213
    14151617181920
    21222324252627
    28      
           
         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     
       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
           
  • レイキャストを実装してみる(2) レイと球の交差

    前回作成したレイと球を交差させて、その状態を可視化する。

    raycast.hpp

    #pragma once
    
    #include "Grid.hpp"
    
    #include <array>
    
    
    //////////////////////////////////////////////
    //////////////////////////////////////////////
    // 球オブジェクト
    class object_sphere {
      glm::vec3 _center;
      glm::vec3 _color;
      float _r;
    public:
      object_sphere(glm::vec3 center_, glm::vec3 color_, float radius_) :
        _center(center_), _color(color_), _r(radius_) {}
      object_sphere() {}
    
      bool intersect(glm::vec3* pos_, glm::vec3* color_, const std::array<glm::vec3, 2>& ray_)const;
    };
    
          
    //////////////////////////////////////////////
    //////////////////////////////////////////////
    // 画像として塗りつぶすピクセル
    struct hit_pixel_t {
      glm::vec3 _position; // 交点の座標
      glm::vec3 _color;  // 交点の色
      hit_pixel_t(const glm::vec3& position_, const glm::vec3& color_) :
        _position(position_), _color(color_) {}
    
    };
    
          
    // レイキャスト用のクラス
    class my_raycast {
      grid g[2];
      float _startZ;
      float _endZ;
      int _pxwidth;
      int _pxheight;
    public:
      my_raycast() {}
    
      int width()const { return _pxwidth; }
      int height()const { return _pxheight; }
    
      // レイの開始点となるグリッド、終点となるグリッドを作成する
      void set(const float startZ_, const float endZ_, const int pxwidth_, const int pxheight_);
    
      //グリッド取得
      const grid& get_grid(const size_t index)const {
        return g[index];
      }
    
      //グリッドから作成するレイの数を取得
      int ray_count() {
        return g[0].cellCount();
      }
    
      //グリッドから作成するレイを取得
      std::array<glm::vec3, 2> get_ray(const size_t index)const;
    
      //始点グリッド、終点グリッドの中間の位置を取得(表示用)
      float lookatZ()const {
        return (_startZ + _endZ) / 2.f;
      }
    
    
    
    
    
    
      //////////////////////////////////////////////
      //////////////////////////////////////////////
    
    private:
      object_sphere _obj;//球オブジェクト
      std::vector< hit_pixel_t > _hits;//レイキャストの結果
    public:
      void raycast();//レイキャスト
      std::vector< hit_pixel_t >& get_intersects() {return _hits;}
      void set_object(const object_sphere& obj_);
    };
    

    raycast.cpp

    レイキャストの部分はglm::intersectRaySphereを使う。

    #include "raycast.hpp"
    
    #include <glm/gtx/intersect.hpp>
    
    
    bool object_sphere::intersect(glm::vec3* pos_, glm::vec3* color_, const std::array<glm::vec3, 2>& ray_) const {
    
      glm::vec3 nray = glm::normalize(ray_[1] - ray_[0]);
    
      float distance;
    
      bool valid = glm::intersectRaySphere(ray_[0], nray, _center, _r * _r, distance);
    
      *pos_ = ray_[0] + nray * distance;
    
      *color_ = _color;
      return valid;
    }
    
          
    void my_raycast::set(const float startZ_, const float endZ_, const int pxwidth_, const int pxheight_) {
      _startZ = startZ_;
      _endZ = endZ_;
    
      _pxwidth = pxwidth_;
      _pxheight = pxheight_;
    
      glm::vec3 vecx(1, 0, 0);
      glm::vec3 vecy(0, 1, 0);
    
      g[0] = grid(
        vecx,
        vecy,
        glm::vec3(0, 0, _startZ),
        1.f, 1.f,
        pxwidth_, pxheight_
      );
      g[1] = grid(
        vecx,
        vecy,
        glm::vec3(0, 0, _endZ),
        2.f, 2.f,
        pxwidth_, pxheight_
      );
    
    }
    
    
    std::array<glm::vec3, 2> my_raycast::get_ray(const size_t index)const {
      return
        std::array<glm::vec3, 2>{
        g[0][index].center(),
          g[1][index].center()
      };
    
    }
    
    void my_raycast::set_object(const object_sphere& obj_) {
      _obj = obj_;
    }
    
    
    void my_raycast::raycast() {

    //結果の初期化
     float inf = std::numeric_limits<float>::infinity(); _hits.resize(_pxheight * _pxwidth, hit_pixel_t( glm::vec3(inf, inf, inf),//球とレイの交点を無効な値に設定 glm::vec3(0, 0, 0)//色を黒に ) ); for (size_t y = 0; y < _pxheight; y++) { for (size_t x = 0; x < _pxwidth; x++) { size_t index = y * _pxwidth + x; auto ray = get_ray(index);//レイ取得 glm::vec3 p; glm::vec3 c; if (_obj.intersect(&p,&c, ray) == true) {//球との交点を算出 _hits[index]._position = p;//交差していたらその座標を保存 _hits[index]._color = c; } } } }

    main.cpp

    #include <iostream>
    #include <array>
    
    #include<GL/freeglut.h>
    #include<gl/GL.h>
    
    #include "raycast.hpp"
    
    #include<glm/gtc/type_ptr.hpp>
    
    #include<glm/gtc/matrix_transform.hpp>
    
    my_raycast mydata;
    
    
    //! @brief グリッドを表示
    //! @param [in] g グリッドオブジェクト
    //! @param [in] dispcenter セルの中央を表示するか
    void drawGrid(const grid& g, const bool dispcenter) {
    
      glLineWidth(1);
      glColor3d(1, 1, 1);
      for (size_t i = 0; i < g.cellCount(); i++) {
        glBegin(GL_LINE_LOOP);
        glVertex3fv(glm::value_ptr(g.p0(i)));
        glVertex3fv(glm::value_ptr(g.p1(i)));
        glVertex3fv(glm::value_ptr(g.p2(i)));
        glVertex3fv(glm::value_ptr(g.p3(i)));
    
        glEnd();
      }
    
      if (dispcenter) {
        glPointSize(1);
        glColor3d(1, 1, 1);
        glBegin(GL_POINTS);
        for (size_t i = 0; i < g.cellCount(); i++) {
          glVertex3fv(
            glm::value_ptr(g[i].center()));
        }
        glEnd();
      }
    }
    
    
    
    void drawXYZ() {
      glLineWidth(3);
      glBegin(GL_LINES);
      glColor3f(1, 0, 0);
      glVertex3f(0, 0, 0);
      glVertex3f(1, 0, 0);
    
      glColor3f(0, 1, 0);
      glVertex3f(0, 0, 0);
      glVertex3f(0, 1, 0);
    
      glColor3f(0, 0, 1);
      glVertex3f(0, 0, 0);
      glVertex3f(0, 0, 1);
      glEnd();
      glLineWidth(1);
    }
    
    void drawRays() {
      glBegin(GL_LINES);
      for (size_t i = 0; i < mydata.ray_count(); i++) {
        auto ray = mydata.get_ray(i);
        glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
        glVertex3fv(glm::value_ptr(ray[0]));
        glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
        glVertex3fv(glm::value_ptr(ray[1]));
      }
      glEnd();
    }
    
    
    
    //ウィンドウの幅と高さ
    int width, height;
    
    //描画関数
    void disp(void) {
    
      glViewport(0, 0, width, height);
    
      glClearColor(0.2, 0.2, 0.2, 1);
      glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
      glMatrixMode(GL_PROJECTION);
      glLoadIdentity();
      glm::mat4 proj = glm::perspectiveFov(glm::radians(45.f), (float)width, (float)height, 0.1f, 50.f);
      glLoadMatrixf(glm::value_ptr(proj));
    
      glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
      glLoadIdentity();
    
      //////////////////////////////////////////
      //////////////////////////////////////////
      // カメラの設定
      float z = mydata.lookatZ();
      glm::mat4 look = glm::lookAt(
        glm::vec3(3, 2, z ),// eye
        glm::vec3(0, 0, z ), // lookat
        glm::vec3(0,1, 0)   // up
      );
      glLoadMatrixf(glm::value_ptr(look));
      //////////////////////////////////////////
      // グリッドを表示
      drawGrid(mydata.get_grid(0), false);//from
      drawGrid(mydata.get_grid(1), false);//to
      //////////////////////////////////////////
      // 作成したレイを表示
      //drawRays();
      //////////////////////////////////////////
      // 始点から衝突した点までの線分を表示
    #if 0
      glLineWidth(1);
      glBegin(GL_LINES);
      for (size_t i = 0; i < mydata.get_intersects().size(); i++) {
        //for (size_t x = 0; x < mydata.get_intersects()[y].size(); x++) {
          glVertex3fv(
            glm::value_ptr(
              mydata.get_grid(0)[i].center()
            )
          );
          glVertex3fv(
            glm::value_ptr(
              mydata.get_intersects()[i]._position
            )
          );
        //}
      }
      glEnd();
    
    #endif
    
      /////////////////////////////////////////////
      // 三次元上にレイと球の交差点表示
      glPointSize(3);
      glBegin(GL_POINTS);
      for (size_t i = 0; i < mydata.get_intersects().size(); i++) {
    
        glColor3fv(
          glm::value_ptr(
            mydata.get_intersects()[i]._color
          )
        );
        glVertex3fv(
          glm::value_ptr(
            mydata.get_intersects()[i]._position
          )
        );
      }
      glEnd();
      glPointSize(1);
      drawXYZ();
    
    
      // グリッドの上にレイと球の交差点表示
      glColor3d(1, 1, 1);
      glBegin(GL_POINTS);
      for (size_t i = 0; i < mydata.get_intersects().size(); i++) {
        if (isinf(mydata.get_intersects()[i]._position.x) == false) {
          glColor3fv(
            glm::value_ptr(
              mydata.get_intersects()[i]._color
            )
          );
          glVertex3fv(
            glm::value_ptr(
              mydata.get_grid(0)[i].center()
            )
          );
        }
      }
      glEnd();
      glFlush();
    }
    
    //ウィンドウサイズの変化時に呼び出される
    void reshape(int w, int h) {
      width = w; height = h;
    
      disp();
    }
    
    //エントリポイント
    int main(int argc, char** argv)
    {
      glutInit(&argc, argv);
      glutInitWindowPosition(100, 50);
      glutInitWindowSize(500, 500);
      glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA);
    
    
      mydata.set(
    0.f,//始点のZ座標
     3.f,//終点のZ座標
    100,//X方向の解像度
    100 //Y方向の解像度
    );
    /////////////////////////////////// mydata.set_object(
    object_sphere(
    glm::vec3(
    0.5, 0, 2),//球の中心座標
    glm::vec3(1, 0, 0),//球の
     0.5//球の半径
    )
    );
    mydata.raycast();//レイキャスト glutCreateWindow("sample"); glutDisplayFunc(disp); glutReshapeFunc(reshape); glutMainLoop(); return 0; }