HNU计算机图形学-作业二

作业二：纹理和照明

前言

完整工程文件

说实话第二次作业和第一次作业相比也没多什么东西，就是用了一些更高级点的技术（光照，纹理和3D模型等等），纯粹就是将各个模型堆在一起而已，但也完成了文档要求的所有内容。至于assimp库是从网上下载的，摄像机类和shader和texture类是从learnOpenGL这个网站抄的。凑合看看吧

介绍

在本任务中，您需要使用OpenGL构建一个更加逼真和复杂的场景。为了完成这项任务，您将在OpenGL中体验更多功能，包括照明、复杂的模型构建和加载、纹理映射和交互式事件。您将使用基本体图形 或直接从.obj文件加载三维模型，然后查看/建模变换以创建此三维场景。将使用纹理贴图和照明使场景和对象更加逼真。鼠标/键盘输入和窗口事件处理将有助于实现交互式动画。

在该指定中，场景中有两个模型。其中一个（背景雪原）比较简单，另一个（企鹅）比较复杂。我们可以自己设计背景雪原的顶点属性。然而，对于企鹅来说，它是如此复杂，以至于我们需要通过.obj文 件加载模型。此外，雪原和企鹅被渲染成不同的纹理和灯光效果。所显示的场景可以通过用户的交互式输入来控制。您还可以丰富在指定1中创建的场景。

实施详细信息

任务1：加载复杂对象

使用Open Asset Import Library，或我们拥有的函数Model loadOBJ(const char*objPath)给定加载至少一个复杂模型，即演示程序中的企鹅。在本部分中，您可以通过修改void sendDataToOpenGL()子例程来使用Model loadOBJ（const char*objPath）`函数。

我们在演示程序中提供了模型，即snowfield.obj和penguin.obj。我们鼓励您从Internet下载其他.obj文件或使用Blender来设计您的对象。

（你需要检查penguin.obj，因为如果你直接画企鹅，它会非常巨大。具体来说，你需要做一些转换。）

任务2：纹理映射和照明

您需要将不同的纹理映射到两个模型，即演示程序中的雪地和企鹅。我们将使用（请参阅依赖项/stb_image）来加载纹理图像。您需要使用键盘交互来更改企鹅的纹理。您首先需要生成一个OpenGL纹理， 并通过修改void texture::setupTexture(const char*texturePath)子例程来设置纹理参数。

然后，分别在void sendDataToOpenGL()和void paintGL(void)子例程中加载纹理并将其绑定到不同的模型。stb imagelibrary

在这里，我们还在演示程序中提供了两个模型的纹理，也鼓励您从互联网上下载其他纹理或自己绘制/过滤纹理。

此外，3D场景应使用至少两个光源进行照明。一个应该是环境（定向）灯。对于其他光源，您可以 自己决定位置和颜色。添加此类光源的主要目的是在模型上产生漫射光和镜面光效果。您可以通过修改void paintGL(void)子例程来完成此操作。

任务3：互动活动和动画

在此任务中，您需要实现以下交互式事件和动画：

(a) 照明控制

按“w”键和“s”键可分别增加和减少定向光的亮度。

(b) 纹理控制

按“1”和“2”键为企鹅切换两种不同的纹理，我们还提供了两种可以应用于企鹅的纹理。（即penguin/penguin_01.jpg，penguin/penguin_02.jpg）

按“3”和“4”键可以切换雪原的两种不同纹理，我们还提供了两种可以应用于企鹅的纹理。（即雪地/雪地_01.jpg，雪地/雪地_02.jpg）

© 对象控件

按下箭头键“↑↓←→”

以控制企鹅的运动。具体而言，“↑↓”

分别指示向前和向后移动。“←→”

分别指示向左和向右旋转。（请参阅演示程序中企鹅的动画）

(d) 视图控件

通过鼠标控制摄像机的视图，这意味着：

当单击左键，鼠标上下移动时，您看到的整个场景会相应地上下移动。

（请参阅演示程序。不需要右键单击功能。）

在本任务中，您可以修改以下子程序来实现上述要求：

void mouse_button_callback（GLFWwindow*窗口，int按钮，int操作，int mods）
{
// Sets the mouse-button callback for the current window.
}
void cursor_position_recallback（GLFWwindow*窗口，双x，双y）
{
// Sets the cursor position callback for the current window
}
void scroll_callback（GLFWwindow*窗口，双xoffset，双yoffset）
{
// Sets the scoll callback for the current window.
}
void key_callback（GLFWwindow*窗口，int键，int扫描代码，int操作，int mods）
{
// Sets the Keyboard callback for the current window.
}

额外任务：增强场景的视觉效果（最高20%）

OpenGL为您的程序提供了许多功能来创建各种视觉效果。你可以自己研究它们，并将它们引入作业中

以下是一些建议的改进：

• 加载更复杂的模型，并将其他纹理映射到它们上，以形成一个有意义的场景。(10%)

• 使用不同类型的光源来制作有意义的场景，例如Pointlight、Spotlight等的组合（10%）

• 复杂模型上的阴影映射。(10%)

• 绘制点或线来跟踪其中一个复杂模型的运动。(10%)

• 任何其他有趣的效果。

最终实现效果

夜晚开灯效果：

使用方法：

Manipulation:
Key:
Key “ESC”：退出程序
Key “1”：切换企鹅模型纹理
Key “2”：切换企鹅模型纹理
Key “3”：切换雪地模型纹理
Key “4”：切换雪地模型纹理
Key “W”：定向光加强
Key “S”：定向光减弱
Key “ENTER”：切换球场地板贴图
Key “X”：白天和黑夜模式切换（注：白天和黑夜分别有太阳模型和月球模型在上空移动，用于模拟太阳东升西落）
Key “Z”：球场四盏路灯的照明开关
Key “UP”：控制企鹅前行
Key “DOWN”：控制企鹅后退
Key “LEFT”：控制企鹅左转
Key "RIGHT：控制企鹅右转
Key "SPACE：控制企鹅跳跃

//以下功能得在退出第三人称跟随时使用，如何退出请看鼠标事件
Key “T”：控制摄像机前移
Key “G”：控制摄像机后移
Key “F”：控制摄像机左移
Key “H”：控制摄像机右移

Mouse：
鼠标左键：第三人称视角跟随开关（初始默认开启）
鼠标右键：手电筒开关（需在关闭第三人称跟随时才能使用）
鼠标滑轮：控制屏幕视角大小
鼠标移动：当关闭第三人称跟随时摄像机会跟随鼠标移动而移动

//注意：本项目有个小bug，当退出第三人称视角跟随并且再次移动摄像机位置，然后再点击左键回到第三人称视角时，摄像机的主视角可能会不正对企鹅模型（或者视角丢失），需要再退出第三人称跟随然后重新调整摄像机位置和视角。

用）
鼠标滑轮：控制屏幕视角大小
鼠标移动：当关闭第三人称跟随时摄像机会跟随鼠标移动而移动

//注意：本项目有个小bug，当退出第三人称视角跟随并且再次移动摄像机位置，然后再点击左键回到第三人称视角时，摄像机的主视角可能会不正对企鹅模型（或者视角丢失），需要再退出第三人称跟随然后重新调整摄像机位置和视角。

就这样吧，简简单单的一个作业。第三次就是比较有难度的。