SharpGL学习笔记(六) 裁剪变换

在OpenGL中,除了视景体定义的6个裁剪平面(上下左右前后)外, 用户还可以定义一个或者多个附加的裁剪平面,以去掉场景中无关的目标.

附加平面裁剪函数原型如下:

ClipPlane(OpenGL.GL_CLIP_PLANEi, double[] equation);

equation是一个拥有4个系数的数组, 它定义一个裁剪平面。equation参数指向平面方程Ax + By + Cz + D = 0的4个系数。

equation=（0，-1，0,0），前三个参数（0，-1,0）可以理解为法线向下，只有向下的，即Y<0的才能显示，最后一个参数0表示从z=0平面开始。这样就是裁剪掉上半平面。

相应的equation=（0,1,0,0）表示裁剪掉下半平面，

equation=（1,0,0,0）表示裁剪掉左半平面，

equation=（-1,0,0,0）表示裁剪掉右半平面，

equation=（0,0,-1,0）表示裁剪掉前半平面，

equation=（0,0,1,0）表示裁剪掉后半平面

 上几节,讨论过透视投影和正射投影, 它们构成两种视景体, 本身包含了裁剪功能, 这个附加的裁剪功能如下图所示:

示意图可能有些不太直观, 笔者先引用3dsmax的裁剪效果, 让大家对所谓的裁剪的效果有个主观印象.

在3dsmax中, 摄像机有一个剪切平面的选项, 勾选后可以设定近距剪切的位置(左视图那条倾斜的红色线条就是近距剪切线的位置,它的位置是85.493), 设置一个值后, 看到如下图所示的裁剪的效果.

如果你移动摄像机的位置, 那么剪切的位置会随之改变.

在OpenGL中, 经笔者测试, 发现视点变换并不会影响裁剪结果, 反而是模型的几何变换(移动,旋转,缩放) 影响裁剪结果.

我们以代码来说明这个ClipPlane()函数的用法, 先上代码:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using SharpGL;

namespace clipPlane
{

    public partial class SharpGLForm : Form
    {

        public SharpGLForm()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void openGLControl_OpenGLDraw(object sender, PaintEventArgs e)
        {
            OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
            gl.Clear(OpenGL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
            gl.LoadIdentity();

            double[] eqn = new double[4] { 1f, 0f, 0f, 0f };

            gl.Color(1.0, 1.0, 1.0);

            gl.PushMatrix();
            {
                gl.Translate(-2, -2, -3);
                gl.Rotate(-90.0, 1.0, 0.0, 0.0);
                drawSphere(gl);
            }
            gl.PopMatrix();

            gl.PushMatrix();
            {
                //gl.ClipPlane(OpenGL.GL_CLIP_PLANE0, eqn);
                //gl.Enable(OpenGL.GL_CLIP_PLANE0);
                drawGrid(gl);
            }
            gl.PopMatrix();

            gl.Flush();
        }

        private void openGLControl_OpenGLInitialized(object sender, EventArgs e)
        {
            OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
            gl.ClearColor(0, 0, 0, 0);
        }

        private void openGLControl_Resized(object sender, EventArgs e)
        {

            OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
            gl.MatrixMode(OpenGL.GL_PROJECTION);
            gl.LoadIdentity();
            gl.Perspective(60.0f, (double)Width / (double)Height,1, 100.0);
            gl.LookAt(0, 5, 10, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
            gl.MatrixMode(OpenGL.GL_MODELVIEW);
        }

        void drawSphere(OpenGL gl)
        {
            //画二次曲面球体绘制过程
            gl.PushMatrix();
            gl.Translate(2f, 1f, 2f);

            //绘制二次曲面
            var sphere = gl.NewQuadric();
            //设置二次却面绘制风格。gluQuadricDrawStyle。一般都是选用GLU_FILL风格，采用多边形来模拟
            gl.QuadricDrawStyle(sphere, OpenGL.GLU_LINE);
            //设置法线风格。gluQuadricNormals。一般都是使用GLU_SMOOTH风格，对每个顶点都计算法线向量，是默认方式
            gl.QuadricNormals(sphere, OpenGL.GLU_SMOOTH);
            //设置二次曲面的绘制方向。gluQuadricOrientation。一般使用GLU_OUTSIDE, 按照所有的法线都指向外面的方式绘制。是默认方式
            gl.QuadricOrientation(sphere, (int)OpenGL.GLU_OUTSIDE);
            //设置纹理。gluQuadricTexture。设置是否自动计算纹理。默认是GLU_FALSE。当需要使用纹理时应修改为GLU_TRUE.
            gl.QuadricTexture(sphere, (int)OpenGL.GLU_FALSE);

            gl.Sphere(sphere, 3f, 20, 10);
            gl.DeleteQuadric(sphere);
            gl.PopMatrix();
        }

        void drawGrid(OpenGL gl)
        {
            //绘制栅格线过程
            gl.PushAttrib(OpenGL.GL_CURRENT_BIT);  //保存当前属性
            gl.PushMatrix();                        //压入堆栈
            gl.Translate(0f, 0f, 0f);
            gl.Color(0f, 0f, 1f);

            //在X,Z平面上绘制网格
            for (float i = -50; i <= 50; i += 1)
            {
                //绘制线
                gl.Begin(OpenGL.GL_LINES);
                //X轴方向
                gl.Vertex(-50f, 0f, i);
                gl.Vertex(50f, 0f, i);
                //Z轴方向 
                gl.Vertex(i, 0f, -50f);
                gl.Vertex(i, 0f, 50f);
                gl.End();
            }
            gl.PopMatrix();
            gl.PopAttrib();
        }



    }
}

 上面代码中,我把42,43行有关裁剪的代码注释了, 这时运行的效果如下图:

 产生一个球体和一个栅格面, 我的裁剪会对这两个对象都发生作用, 这样便于观察效果.

启用第42,43行, 运行后, 裁剪发生作用, 效果是下面这样的:

左半平面被去掉了. 因为裁剪会对场景中所有对象发生作用, 因此栅格面也被连累了.

 如果你想移动裁剪面的位置, 你需要对球体做几何变换. 改变下面这行代码的参数就可以了.

gl.Translate(-2, -2, -3);

然而, 一般来说, 场景中的对象固定好位置之后, 是不能做几何变换的. 如果即不做几何变换, 又想裁剪该怎么办呢?

暂时我也不知道怎么办! 如果以后知道怎么办我会在这把这个知识点补全了. (如果你知道,谢谢回本贴教下我!)

下面是45度方向上的裁剪. 任意角度的裁剪貌视是不可以的.

 本节源代码下载

原创文章,出自"博客园, 猪悟能'S博客" : http://www.cnblogs.com/hackpig/