OpenGL编程轻松入门之NURBS曲线和曲面（1）

OpenGL编程轻松入门之NURBS曲线和曲面（1）2007-05-06 天极黄燕上一节讲了一般的曲线与曲面的绘制，本节讲NURBS曲线和曲面的绘制。

例11：此例绘制两个相同形状的NURBS曲面，不同之处是一个为线框式，一个是由实多边形组成。运行后可以看到其中的区别，如图十三所示。

#include <windows.h>
#include <GL/glut.h>
GLUnurbsObj *theNurb1;
GLUnurbsObj *theNurb2;

GLfloat ctrlpoints[5][5][3] = {{{-3,0.5,0},{-1,1.5,0},{-2,2,0},{1,-1,0},{-5,0,0}},
{{-3,0.5,-1},{-1,1.5,-1},{-2,2,-1},{1,-1,-1},{-5,0,-1}},
{{-3,0.5,-2},{-1,1.5,-2},{-2,2,-2},{1,-1,-2},{-5,0,-2}},
{{-3,0.5,-3},{-1,1.5,-3},{-2,2,-3},{1,-1,-3},{-5,0,-3}},
{{-3,0.5,-4},{-1,1.5,-4},{-2,2,-4},{1,-1,-4},{-5,0,-4}}};//控制点

GLfloat mat_diffuse[] = {1.0,0.5,0.1,1.0};
GLfloat mat_specular[] = {1.0,1.0,1.0,1.0};
GLfloat mat_shininess[] = {100.0};
GLfloat light_position[] = {0.0,-10.0,0.0,1.0};

void myInit（void）
{
glClearColor（1.0,1.0,1.0,0.0）;//设置背景色

/*为光照模型指定材质参数*/
glMaterialfv（GL_FRONT,GL_DIFFUSE,mat_diffuse）;
glMaterialfv（GL_FRONT,GL_SPECULAR,mat_specular）;
glMaterialfv（GL_FRONT,GL_SHININESS,mat_shininess）;

glLightfv（GL_FRONT,GL_POSITION,light_position）;//设置光源参数
glLightModeli（GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE,GL_TRUE）;//设置光照模型参数

/*激活光照*/
glEnable（GL_LIGHTING）;
glEnable（GL_LIGHT0）;

glDepthFunc（GL_LEQUAL）;
glEnable（GL_DEPTH_TEST）;
glEnable（GL_LEQUAL）;
glEnable（GL_AUTO_NORMAL）;
glEnable（GL_NORMALIZE）;

/*设置特殊效果*/
glBlendFunc（GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA）;
glHint（GL_LINE_SMOOTH_HINT,GL_DONT_CARE）;
glEnable（GL_BLEND）;

glFrontFace（GL_CW）;
glShadeModel（GL_SMOOTH）;
glEnable（GL_LINE_SMOOTH）;

theNurb1 = gluNewNurbsRenderer（）;//创建NURBS对象theNurb1
gluNurbsProperty（theNurb1,GLU_SAMPLING_TOLERANCE,25.0）;
gluNurbsProperty（theNurb1,GLU_DISPLAY_MODE,GLU_OUTLINE_POLYGON）;

theNurb2 = gluNewNurbsRenderer（）;//创建NURBS对象theNurb2
gluNurbsProperty（theNurb2,GLU_SAMPLING_TOLERANCE,25.0）;
gluNurbsProperty（theNurb2,GLU_DISPLAY_MODE,GLU_FILL）;
}

int spin = 0;

/*接收键盘指令*/
static void myKey（unsigned char key,int x,int y）
{
switch（key）
{
case"d":
spin = spin + 1;
glRotatef（spin,1.0,1.0,0.0）;
glutPostRedisplay（）;
break;
case 27:
exit（0）;
default:
break;
}
}

/*绘制曲面*/
void myDisplay（void）
{
GLfloat knots[10] = {0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0};

glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）;
glRotatef（50.0,1.0,1.0,0.0）;

/*第一个曲面*/
glPushMatrix（）;
glTranslatef（1.0,0.0,0.0）;
gluBeginSurface（theNurb1）;
/*定义曲面形状*/
gluNurbsSurface（theNurb1,10,knots,10,knots,5*3,3,&ctrlpoints[0][0][0],5,5,GL_MAP2_VERTEX_3）;
gluEndSurface（theNurb1）;
glPopMatrix（）;

/*第二个曲面*/
glPushMatrix（）;
glTranslatef（7.0,0.0,0.0）;
gluBeginSurface（theNurb2）;
/*定义曲面形状*/
gluNurbsSurface（theNurb2,10,knots,10,knots,5*3,3,&ctrlpoints[0][0][0],5,5,GL_MAP2_VERTEX_3）;
gluEndSurface（theNurb2）;
glPopMatrix（）;

glutSwapBuffers（）;
}

void myReshape（GLsizei w,GLsizei h）
{
glViewport（0,0,w,h）;
glMatrixMode（GL_PROJECTION）;
glLoadIdentity（）;
gluPerspective（50.0,（GLfloat）w/（GLfloat）h,1.0,15.0）;
glMatrixMode（GL_MODELVIEW）;
glLoadIdentity（）;
glTranslatef（0.0,0.0,-9.0）;
}

int main（int argc,char ** argv）
{
/*初始化*/
glutInit（&argc,argv）;
glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB|GLUT_DEPTH）;
glutInitWindowSize（600,400）;
glutInitWindowPosition（200,200）;

/*创建窗口*/
glutCreateWindow（"NURBS surface"）;

/*绘制与显示*/
myInit（）;
glutKeyboardFunc（myKey）;
glutReshapeFunc（myReshape）;
glutDisplayFunc（myDisplay）;

/*进入GLUT事件处理循环*/
glutMainLoop（）;
return（0）;
}

·GLUnurbsObj* glNewNurbsRenderer（）创建一个NURBS对象，并返回一个指向该对象的指针。如果没有足够的内存分配给该对象，则返回值为0。

·void gluNurbsProperty（GLUnurbsObj* nobj, GLenum property, GLfloat value）设置NURBS属性。

nobj 指向NURBS对象的指针。

property需设置的属性。

value 设置指定属性的值。

·glBeginSurface及gluEndSurface两个函数一起限定一个NURBS面的定义。返回值均为void，参数均为GLUnurbsObj* nobj，为指向NURBS对象的指针。

·void gluNurbsSurface（GLUnurbsObj *nobj, Glint knot_count, GLfloat tknot_count, GLfloat *tknot, Glint s_stride, Glint t_stride, GLfloat *ctlarry, GLint sorder, GLint torder,GLenum type）定义NURBS曲面形状。

nobj 指向NURBS对象的指针。

sknot_count 参数化u方向上的节点数。

sknot 参数化u方向上的非递减节点值。

tknot_count 参数化v方向上的节点数。

tknot 参数化v方向上的非递减节点值。

s_stride在ctlarry中参数化u方向上相邻控制点的偏移量。

t_stride在ctlarry中参数化v方向上相邻控制点的偏移量。

ctlarryNURBS的控制点数组。

sorder参数化u方向上NURBS的阶数，阶数比维数大1。

torder参数化v方向上NURBS的阶数，阶数比维数大1。

type曲面类型。

图十三：NURBS曲面