Проблема с вычислениями нормалей в OpenGL.
Задача состоит в вычислении нормалей для вершин только один раз и в занисении полученных данных в массив. Затем при каждой новой отрисовке модели мы будем брать данные о нормали для каждой вершины уже из полученного массива, а не вычислять их каждый раз при перересовке модели.
Код реализации данной задачи:
| Код |
// init == true : идёт инициализация
// init == false : инициализация уже была, и нормали не высчитываем
if(init)
{
for(int j = 0; j < qualTr; j++)
{
u = detour[j * 3] - 1; // первая вершина
i = detour[j * 3 + 1] - 1; // вторая вершина
o = detour[j * 3 + 2] - 1; // третья вершина
// вычисление вектора перпендикулярного грани треугольника
float r1[ 3 ], r2[ 3 ];
for (int k = 0; k < 3; k++)
{
r1[ k ] = locvec[i * 3 + k + 3] - locvec[u * 3 + k + 3];
r2[ k ] = locvec[o * 3 + k + 3] - locvec[u * 3 + k + 3];
}
// векторное произведение 2-x векторов
// x, y, z - координаты нормали
x = r1[ 1 ] * r2[ 2 ] - r1[ 2 ] * r2[ 1 ];
y = r1[ 2 ] * r2[ 0 ] - r1[ 0 ] * r2[ 2 ];
z = r1[ 0 ] * r2[ 1 ] - r1[ 1 ] * r2[ 0 ];
// нормализуем нормаль - т.е. приводим к единичному вектору
d = sqrt( x * x + y * y + z * z );
if(d == 0)
d = 1;
x /= d;
y /= d;
z /= d;
// заносим вычисленные нормали в массив
for(int k = 0; k < 3; k++)
mechanism->setNormal(numpart, numgener, k, 0);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 2 + 3, z);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 2 + 3, z);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 2 + 3, z);
}
}
// отрисовываем модель
for(int j = 0; j < qualTr; j++)
{
u = detour[j * 3] - 1;
i = detour[j * 3 + 1] - 1;
o = detour[j * 3 + 2] - 1;
glBegin( GL_TRIANGLES );
// достаём нормаль для 1-ой вершины
glNormal3f(locnorm[u * 3 + 3], locnorm[u * 3 + 3 + 1], locnorm[u * 3 + 3 + 2]);
float v[ 3 ];
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[u * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
// достаём нормаль для 2-ой вершины
glNormal3f(locnorm[i*3 +3], locnorm[i * 3 + 3 + 1], locnorm[i * 3 + 3 + 2]);
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[i * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
// достаём нормаль для 3-ей вершины
glNormal3f(locnorm[o*3 +3], locnorm[o * 3 + 3 + 1], locnorm[o * 3 + 3 + 2]);
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[o * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
glEnd();
}
|
И полученное изображение получается изломанным:
http://imageshack.us
Теперь же если заставить программу во время каждой отрисовки модели вычислять нормаль (комментируем несколько строк) для треугольника, который мы рисуем в текущий момент, то получаем "по красивее" изображение (падение FPS в 15 раз, т.к. нормали вычисляются каждый раз).
Код:
| Код |
// init == true : идёт инициализация
// init == false : инициализация уже была, и нормали не высчитываем
//if(init)
//{
for(int j = 0; j < qualTr; j++)
{
u = detour[j * 3] - 1; // первая вершина
i = detour[j * 3 + 1] - 1; // вторая вершина
o = detour[j * 3 + 2] - 1; // третья вершина
// вычисление вектора перпендикулярного грани треугольника
float r1[ 3 ], r2[ 3 ];
for (int k = 0; k < 3; k++)
{
r1[ k ] = locvec[i * 3 + k + 3] - locvec[u * 3 + k + 3];
r2[ k ] = locvec[o * 3 + k + 3] - locvec[u * 3 + k + 3];
}
// векторное произведение 2-x векторов
// x, y, z - координаты нормали
x = r1[ 1 ] * r2[ 2 ] - r1[ 2 ] * r2[ 1 ];
y = r1[ 2 ] * r2[ 0 ] - r1[ 0 ] * r2[ 2 ];
z = r1[ 0 ] * r2[ 1 ] - r1[ 1 ] * r2[ 0 ];
// нормализуем нормаль - т.е. приводим к единичному вектору
d = sqrt( x * x + y * y + z * z );
if(d == 0)
d = 1;
x /= d;
y /= d;
z /= d;
// заносим вычисленные нормали в массив
for(int k = 0; k < 3; k++)
mechanism->setNormal(numpart, numgener, k, 0);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 2 + 3, z);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 2 + 3, z);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 2 + 3, z);
//}
//}
// отрисовываем модель
//for(int j = 0; j < qualTr; j++)
//{
u = detour[j * 3] - 1;
i = detour[j * 3 + 1] - 1;
o = detour[j * 3 + 2] - 1;
glBegin( GL_TRIANGLES );
// достаём нормаль для 1-ой вершины
glNormal3f(locnorm[u * 3 + 3], locnorm[u * 3 + 3 + 1], locnorm[u * 3 + 3 + 2]);
float v[ 3 ];
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[u * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
// достаём нормаль для 2-ой вершины
glNormal3f(locnorm[i*3 +3], locnorm[i * 3 + 3 + 1], locnorm[i * 3 + 3 + 2]);
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[i * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
// достаём нормаль для 3-ей вершины
glNormal3f(locnorm[o*3 +3], locnorm[o * 3 + 3 + 1], locnorm[o * 3 + 3 + 2]);
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[o * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
glEnd();
}
|
Изображение теперь выглядит так:
http://imageshack.us
Теперь же решил дальше поэкспериментировать и заставить программу во время каждой отрисовки вычислить вначале все нормали для каждой вершины, а уже только потом отрисовать треугольники (падение FPS в 15 раз, т.к. нормали вычисляются каждый раз):
| Код |
// init == true : идёт инициализация
// init == false : инициализация уже была, и нормали не высчитываем
//if(init)
//{
for(int j = 0; j < qualTr; j++)
{
u = detour[j * 3] - 1; // первая вершина
i = detour[j * 3 + 1] - 1; // вторая вершина
o = detour[j * 3 + 2] - 1; // третья вершина
// вычисление вектора перпендикулярного грани треугольника
float r1[ 3 ], r2[ 3 ];
for (int k = 0; k < 3; k++)
{
r1[ k ] = locvec[i * 3 + k + 3] - locvec[u * 3 + k + 3];
r2[ k ] = locvec[o * 3 + k + 3] - locvec[u * 3 + k + 3];
}
// векторное произведение 2-x векторов
// x, y, z - координаты нормали
x = r1[ 1 ] * r2[ 2 ] - r1[ 2 ] * r2[ 1 ];
y = r1[ 2 ] * r2[ 0 ] - r1[ 0 ] * r2[ 2 ];
z = r1[ 0 ] * r2[ 1 ] - r1[ 1 ] * r2[ 0 ];
// нормализуем нормаль - т.е. приводим к единичному вектору
d = sqrt( x * x + y * y + z * z );
if(d == 0)
d = 1;
x /= d;
y /= d;
z /= d;
// заносим вычисленные нормали в массив
for(int k = 0; k < 3; k++)
mechanism->setNormal(numpart, numgener, k, 0);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, u * 3 + 2 + 3, z);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, i * 3 + 2 + 3, z);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 3, x);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 1 + 3, y);
mechanism->setNormal(numpart, numgener, o * 3 + 2 + 3, z);
}
//}
// отрисовываем модель
for(int j = 0; j < qualTr; j++)
{
u = detour[j * 3] - 1;
i = detour[j * 3 + 1] - 1;
o = detour[j * 3 + 2] - 1;
glBegin( GL_TRIANGLES );
// достаём нормаль для 1-ой вершины
glNormal3f(locnorm[u * 3 + 3], locnorm[u * 3 + 3 + 1], locnorm[u * 3 + 3 + 2]);
float v[ 3 ];
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[u * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
// достаём нормаль для 2-ой вершины
glNormal3f(locnorm[i*3 +3], locnorm[i * 3 + 3 + 1], locnorm[i * 3 + 3 + 2]);
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[i * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
// достаём нормаль для 3-ей вершины
glNormal3f(locnorm[o*3 +3], locnorm[o * 3 + 3 + 1], locnorm[o * 3 + 3 + 2]);
for( int k = 0; k < 3; k++ )
v[ k ] = locvec[o * 3 + k + 3];
glVertex3fv( v );
glEnd();
}
|
И изображение как в первом варианте с "ломаным" светом.
Чертовщина какая-то: ведь во всех трёх случаях данные о нормалях одинаковые, просто каждый раз по-разному идёт отрисовка модели, но и изображение каждый раз разное.
Помогите кто уже сталкивался с вычислениями нормалей, м.б. уже были подобные трудности. Если нет, то прошу просто помочь разобраться, проект уже третий день стоит из-за этой проблемы. |