OpenGl读取导入3D模型并且添加鼠标移动旋转显示

Posted 2022-11-09 domlx

 

原文作者：aircraft

原文链接：https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/11543828.html

 

 

最近实习要用到opengl库就是跟opencv 有点像的那个，然后下了一个3D模型的读取显示来研究 现在分享给大家吧  注释基本我都打好了，所以也懒得再写很多解析了，自己看注释吧！

 

参考博客是这篇：https://blog.csdn.net/ding_programmer/article/details/91049357

 

本文用到obj 文件的百度云下载是：

链接：https://pan.baidu.com/s/1KVtVopy_aqtPXmvP4X3raA
提取码：ovdr

 

下载之后，复制代码到自己的项目运行  改一个那个我定义的路径，然后还要配置一下opengl和openmesh来读取obj文件解析，，配置过程肯定会出现很多的问题的 没事 习惯就好 加油  自己百度去 不要来问我！！！

路径就是这个：改一下file变成你们自己的就行了，，最后说一下 配置有问题自己百度OK   百度无敌!!!

 

 

 

一、操作

鼠标控制物体旋转移动，滚轮缩放,上下左右键可以控制模型的移动

F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8可以更换显示文件

Insert键 更换显示模式 (wire,flat,flatlines)

 

 

 

 
二、实验演示

按F1 读入 一个 cow的 obj文件

 

 

 

切换为只显示线的模式：

 

 

 

切换为可以显示线和面一起的模式：

 

 

 

可以实现旋转：

 

 

 

旋转之后：

 

 

 

可以实现缩放：

 

 

 

缩小：

 

 

 

可以实现平移：

 

 

 

按完相应键盘的按键之后，就会进行入读obj文件，使用命令行显示当前状态

#include <iostream>
#include<stdlib.h>
#include<OpenMesh/Core/IO/MeshIO.hh>
#include<OpenMesh/Core/Mesh/TriMesh_ArrayKernelT.hh>
#include<GL/glut.h>
#include <math.h>
#include <Windows.h>
#include <string>
#define  GLUT_WHEEL_UP 3           //定义滚轮操作
#define  GLUT_WHEEL_DOWN 4
using namespace std;
typedef OpenMesh::TriMesh_ArrayKernelT<> MyMesh;

//鼠标交互有关的
int mousetate = 0; //鼠标当前的状态
GLfloat Oldx = 0.0; // 点击之前的位置
GLfloat Oldy = 0.0;
GLuint texture;
//与实现角度大小相关的参数，只需要两个就可以完成
float xRotate = 0.0f;   //旋转
float yRotate = 0.0f;
float ty = 0.0f;
float tx = 0.0f;
float scale = 0.004;

//文件读取有关的
MyMesh mesh;  //mesh把文件读取了，封装在mesh对象中
//"dinosaur.obj";
const string  file = "D:\\\\参考项目代码\\\\objdata\\\\objdata\\\\";
const string file_1 = file + "cow.obj";
const string file_2 = file + "bunny.obj";
const string file_3 = file + "dinosaur.obj";
const string file_4 = file + "mba1.obj";
const string file_5 = file + "monkey.obj";
const string file_6 = file + "porsche.obj";
//const string file_7 = "teddy.obj";
const string file_7 = file + "huangfeng.obj";
const string file_8 = file + "file.obj";
const string file_9 = file + "face.sur";
int currentfile = 1;

GLuint showFaceList, showWireList;
int showstate = 1;
bool showFace = true;
bool showWire = false;
bool showFlatlines = false;



void setLightRes() 
    //GLfloat lightPosition[] =  0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f ;
    GLfloat lightPosition[] =  0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f ; // 平行光源, GL_POSITION属性的最后一个参数为0


    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightPosition);
    glEnable(GL_LIGHTING); //启用光源
    glEnable(GL_LIGHT0);   //使用指定灯光

void SetupRC()

    //当你想剔除背面的时候，你只需要调用glEnable(GL_CULL_FACE)就可以了，OPENGL状态机会自动按照默认值进行CULL_FACE，
    //默认是glFrontFace（GL_CCW）  GL_CCW逆时针为正，GL_CW顺时针
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glFrontFace(GL_CCW);
    glEnable(GL_CULL_FACE);
    // 启用光照计算
    glEnable(GL_LIGHTING);
    // 指定环境光强度（RGBA）  此时可以控制模型的显示颜色
    GLfloat ambientLight[] =  1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f ;
    // 设置光照模型，将ambientLight所指定的RGBA强度值应用到环境光
    glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight);
    // 启用颜色追踪
    //GL_COLOR_MATERIAL使我们可以用颜色来贴物体。如果没有这行代码，纹理将始终保持原来的颜色，glColor3f(r,g,b)就没有用了
    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
    // 设置多边形正面的环境光和散射光材料属性，追踪glColor
    glColorMaterial(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
    //glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.5f, 1.0f);
    //GL_AMBIENT表示各种光线照射到该材质上，经过很多次反射后最终遗留在环境中的光线强度（颜色）。
    //GL_DIFFUSE表示光线照射到该材质上，经过漫反射后形成的光线强度（颜色）。
    //GL_SPECULAR表示光线照射到该材质上，经过镜面反射后形成的光线强度（颜色）。
    //通常，GL_AMBIENT和GL_DIFFUSE都取相同的值，可以达到比较真实的效果。
    //使用GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE可以同时设置GL_AMBIENT和GL_DIFFUSE属性。


//初始化顶点和面   
void initGL()

    //实用显示列表
    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

    //glClearDepth, 它给深度缓冲指定了一个初始值，缓冲中的每个像素的深度值都是这个， 
    //比如1，这个时候你往里面画一个物体， 由于物体的每个像素的深度值都小于等于1， 
    //所以整个物体都被显示了出来。 如果初始值指定为0， 物体的每个像素的深度值都大于等于0，
    //所以整个物体都不可见。 如果初始值指定为0.5， 那么物体就只有深度小于0.5的那部分才是可见的
    glClearDepth(2.0);
    glShadeModel(GL_SMOOTH);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST); //用来开启深度缓冲区的功能，启动后OPengl就可以跟踪Z轴上的像素，那么它只有在前面没有东西的情况下才会绘制这个像素，在绘制3d时，最好启用，视觉效果会比较真实
    //glEnable(GL_TEXTURE_2D);
        // ------------------- Lighting  
    //glEnable(GL_LIGHTING); // 如果enbale那么就使用当前的光照参数去推导顶点的颜色
    //glEnable(GL_LIGHT0); //第一个光源，而GL_LIGHT1表示第二个光源
                     // ------------------- Display List  
    setLightRes();//启用指定光源
    SetupRC();//设置环境光
    showFaceList = glGenLists(1);//创建分配一个显示列表
    showWireList = glGenLists(1);
    //int temp = mesh.n_edges();

    //下面都是绘制编译  等待 callList调用显示列表来进行绘制显示
    // 绘制 wire 
    glNewList(showWireList, GL_COMPILE);
    glDisable(GL_LIGHTING);
    glLineWidth(1.0f);
    glColor3f(0.5f, 0.5f, 0.5f);//灰色
    glBegin(GL_LINES);
    //边线三维图绘制
    for (MyMesh::HalfedgeIter he_it = mesh.halfedges_begin(); he_it != mesh.halfedges_end(); ++he_it) 
        //链接这个有向边的起点和终点
        glVertex3fv(mesh.point(mesh.from_vertex_handle(*he_it)).data());
        glVertex3fv(mesh.point(mesh.to_vertex_handle(*he_it)).data());
    
    glEnd();
    glEnable(GL_LIGHTING);
    glEndList();

    // 绘制flat
    glNewList(showFaceList, GL_COMPILE);
    //三角面图绘制
    for (MyMesh::FaceIter f_it = mesh.faces_begin(); f_it != mesh.faces_end(); ++f_it) 
        glBegin(GL_TRIANGLES);
        for (MyMesh::FaceVertexIter fv_it = mesh.fv_iter(*f_it); fv_it.is_valid(); ++fv_it) 
            glNormal3fv(mesh.normal(*fv_it).data());  //为每个顶点都指定法线向量，使得成像更立体
            glVertex3fv(mesh.point(*fv_it).data());
        
        glEnd();
    
    glEndList();





// 当窗体改变大小的时候，改变窗口大小时保持图形比例
void myReshape(GLint w, GLint h)

    glViewport(0, 0, static_cast<GLsizei>(w), static_cast<GLsizei>(h));//跨平台进行强制类型转换 在c++下无需转换
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    if (w > h)
        glOrtho(-static_cast<GLdouble>(w) / h, static_cast<GLdouble>(w) / h, -1.0, 1.0, -100.0, 100.0);
    else
        glOrtho(-1.0, 1.0, -static_cast<GLdouble>(h) / w, static_cast<GLdouble>(h) / w, -100.0, 100.0);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();



// 读取文件的函数
void readfile(string file) 
    // 请求顶点法线 vertex normals
    mesh.request_vertex_normals();
    //如果不存在顶点法线，则报错 
    if (!mesh.has_vertex_normals())
    
        cout << "错误：标准定点属性 “法线”不存在" << endl;
        return;
    
    // 如果有顶点法线则读取文件，读入到mesh对象中
    OpenMesh::IO::Options opt;
    if (!OpenMesh::IO::read_mesh(mesh, file, opt))
    
        cout << "无法读取文件:" << file << endl;
        return;
    
    else cout << "成功读取文件:" << file << endl;
    cout << endl; // 为了ui显示好看一些
    //obj文件中有的有法线有的没有 没有的话我们计算面法线来替代
                  //如果不存在顶点法线，则计算出
    if (!opt.check(OpenMesh::IO::Options::VertexNormal))
    
        // 通过面法线计算顶点法线
        mesh.request_face_normals();
        // mesh计算出顶点法线
        mesh.update_normals();
        // 释放面法线
        mesh.release_face_normals();
    


//  键盘交互 1. 切换文件 2.切换显示
void mySpecial(int key, int x, int y) 
    switch (key) 
    case GLUT_KEY_F1:
        cout << "读取文件:" << file_1 << " 中......" << endl;
        readfile(file_1);
        scale = 0.004;
        currentfile = 1;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F2:
        cout << "读取文件:" << file_2 << " 中......" << endl;
        readfile(file_2);
        scale = 0.003;
        currentfile = 2;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F3:
        cout << "读取文件:" << file_3 << " 中......" << endl;
        readfile(file_3);
        scale = 0.02;
        currentfile = 3;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F4:
        cout << "读取文件:" << file_4 << " 中......" << endl;
        readfile(file_4);
        scale = 0.005;
        currentfile = 3;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F5:
        cout << "读取文件:" << file_5 << " 中......" << endl;
        readfile(file_5);
        scale = 0.5;
        currentfile = 5;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F6:
        cout << "读取文件:" << file_6 << " 中......" << endl;
        readfile(file_6);
        scale = 0.02;
        currentfile = 3;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F7:
        cout << "读取文件:" << file_7 << " 中......" << endl;
        readfile(file_7);
        scale = 0.04;
        currentfile = 3;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F8:
        cout << "读取文件:" << file_8 << " 中......" << endl;
        readfile(file_8);
        scale = 0.04;
        currentfile = 3;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_F9:
        cout << "读取文件:" << file_9 << " 中......" << endl;
        readfile(file_9);
        scale = 0.04;
        currentfile = 3;
        initGL();
        break;
    case GLUT_KEY_INSERT:
        if (showFace == true) 
            showFace = false;
            showWire = true;

            cout << "切换显示模式为：WireFrame" << endl;
        
        else if (showWire == true)
        
            showWire = false;
            showFlatlines = true;
            cout << "切换显示模式为：Flatlines" << endl;
        
        else if (showFlatlines == true) 
            showFlatlines = false;
            showFace = true;
            //DisplaySphere(0.5, "G:\\\\source\\\\OpenGL\\\\Cow\\\\checkerboard3.bmp");
            cout << "切换显示模式为：Flat" << endl;
        
        break;
    case GLUT_KEY_LEFT:
        tx -= 0.01;
        break;
    case GLUT_KEY_RIGHT:
        tx += 0.01;
        break;
    case GLUT_KEY_UP:
        ty += 0.01;
        break;
    case GLUT_KEY_DOWN:
        ty -= 0.01;
        break;
    default:
        break;
    
    glutPostRedisplay();


// 鼠标交互
void myMouse(int button, int state, int x, int y)
    //鼠标左键按下或者松开
    if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) 
        mousetate = 1;
        Oldx = x;
        Oldy = y;
    
    if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_UP)
        mousetate = 0;
    //滚轮事件
    //scale 增加就是放大 减小就是缩小
    //currentfile 对不同的模型用不用的scale
    if (state == GLUT_UP && button == GLUT_WHEEL_UP) 
        //cout << "hello" << endl; 
        //滑轮向上滑，则scale减小
        if (currentfile == 1)
            scale += 0.0005;
        if (currentfile == 2)
            scale += 0.001;
        if (currentfile == 5) 
            scale += 0.1;
        
        else
            scale += 0.001;
    
    if (state == GLUT_UP && button == GLUT_WHEEL_DOWN) 
        //cout << "good" << endl;
        //滑轮向下滑，则scale增加
        if (currentfile == 1)
            scale -= 0.0005;
        if (currentfile == 2)
            scale -= 0.001;
        if (currentfile == 5) 
            scale -= 0.1;
        
        else
            scale -= 0.001;
    
    glutPostRedisplay();//促使主程序尽快的重绘窗口


// 鼠标运动时
void onMouseMove(int x, int y) 
    //当鼠标状态为按下时进入后续判断
    if (mousetate) 
        //x对应y是因为对应的是法向量
        yRotate += x - Oldx;
        glutPostRedisplay();//标记当前窗口需要重新绘制
        Oldx = x;
        xRotate += y - Oldy;
        glutPostRedisplay();
        Oldy = y;
    


void myDisplay()

    //要清除之前的深度缓存
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glLoadIdentity();
    //与显示相关的函数
    glRotatef(xRotate, 1.0f, 0.0f, 0.0f); // 让物体旋转的函数 第一个参数是角度大小，后面的参数是旋转的法向量
    glRotatef(yRotate, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    //glTranslatef(0.0f, 0.0f, ty);
    glTranslatef(tx, ty, 0);        //移动
    glScalef(scale, scale, scale); // 缩放 x,y,z分别乘以scale

                                   //每次display都要使用glcalllist回调函数显示想显示的顶点列表
    //用键盘的insert按键控制显示的模式  网格，面，网格面 分别显示
    if (showFace)
        glCallList(showFaceList);
    if (showFlatlines) 
        glCallList(showFaceList);
        glCallList(showWireList);
    
    if (showWire)
        glCallList(showWireList);

    glutSwapBuffers(); //这是Opengl中用于实现双缓存技术的一个重要函数


int main(int argc, char** argv)

    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH); // GLUT_Double 表示使用双缓存而非单缓存
    glutInitWindowPosition(100, 100);
    glutInitWindowSize(800, 500);
    glutCreateWindow("Mesh Viewer");
    //一开始默认读取文件1
    //readfile(file_1);
    //initGL();
    glutMouseFunc(myMouse);        //鼠标点击处理函数
    glutMotionFunc(onMouseMove); // 鼠标移动的时候的函数
    glutSpecialFunc(&mySpecial);//键盘上下左右响应
    glutReshapeFunc(&myReshape);//自适应窗口大小的改变 使得模型不会太宽 或者太高 若要精确显示模型不建议此操作
    glutDisplayFunc(&myDisplay);

    glutMainLoop();
    return 0;