[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]

Страница 1 из 1

Модератор форума: Neo, xXxSh@dowxXx

delfcode » Обсуждения » Остальные языки программирования » [C/C++] Простейший 3D мир (WinApi+OpenGL)

[C/C++] Простейший 3D мир

Волк-1024

Дата: Воскресенье, 18.01.2015, 19:40 | Сообщение # 1

Авторитетный

Зарегистрирован: 24.07.2011

Группа: Модераторы

Сообщений: 463

Статус: Offline

С недавних пор я занялся изучением программированием 3D графики, посему выкладываю свои недописанные наброски на С.
В интернете достаточно много примеров, но они все слишком громоздкие и труднопонимаемые. Я же постарался сделать всё кратко.
Изначально всё писалось с использованием библиотеки Freeglut.dll, но чтобы не отступать от своих принципов, сделал всё на голых вызовах и WinApi)

Из недописанного по причине лени(выкинуто из кода): стрейф камеры, загрузка текстур и свет.
Если данный пример вас заинтересует, то в следующий раз я реализую недописанное, возможно на Делфи. biggrin

Управление: мышь + wasd, выход на Esc.

Код

#include <windows.h>
#include <gl/glu.h>
#include <gl/gl.h>
#include <math.h>

#define VK_W  0x057
#define VK_S  0x053
#define VK_A  0x041
#define VK_D  0x044

typedef struct TVector3D
{
    GLdouble  x;
    GLdouble  y;
    GLdouble  z;
}
TVector3D;

typedef struct TCameraObject
{
    TVector3D  Pos;  // Вектор позиции камеры.
    TVector3D  View; // Вектор направления камеры.
    TVector3D  Up;   // Вертикальная ось.
}
TCameraObject;

HDC hDC;
HGLRC hRC;
HWND hMainWindow;
int AppWidth, AppHeight;

TCameraObject Camera = {{0.0, 2.5, 5.0}, {0.0, 2.5, 0.0}, {0.0, 1.0, 0.0}}; // А вот такого в Делфи нельзя

TVector3D NormalizeVector(TVector3D Vector)
{
    TVector3D Result;

    double Length = sqrt((Vector.x * Vector.x) + (Vector.y * Vector.y) + (Vector.z * Vector.z));

    Result.x = Vector.x / Length;
    Result.y = Vector.y / Length;
    Result.z = Vector.z / Length;

    return Result;
}

TVector3D CrossVectors(TVector3D Vector1, TVector3D Vector2)
{
    TVector3D Result;

    Result.x = ((Vector1.y * Vector2.z) - (Vector1.z * Vector2.y));
    Result.y = ((Vector1.z * Vector2.x) - (Vector1.x * Vector2.z));
    Result.z = ((Vector1.x * Vector2.y) - (Vector1.y * Vector2.x));

    return Result;
}

void RotateCamera(double Speed)
{
    TVector3D Vector;

    Vector.x = Camera.View.x - Camera.Pos.x;
    Vector.z = Camera.View.z - Camera.Pos.z;

    Camera.View.z = Camera.Pos.z + sin(Speed) * Vector.x + cos(Speed) * Vector.z;
    Camera.View.x = Camera.Pos.x + cos(Speed) * Vector.x - sin(Speed) * Vector.z;
}

void MoveCamera(double Speed)
{
    TVector3D Vector = {0};
    /*
      Получаем вектора(направление) взгляда
    */
    Vector.x = Camera.View.x - Camera.Pos.x;
    Vector.z = Camera.View.z - Camera.Pos.z;

    Vector = NormalizeVector(Vector);
    /*
      Полученное направление, помноженное на скорость, прибавляем к позиции камеры и к позиции взгляда.
      Тем самым передвигая камеру вперёд или, если Speed отрицательное - назад.
    */
    Camera.Pos.x  += Vector.x * Speed;
    Camera.Pos.z  += Vector.z * Speed;
    Camera.View.x += Vector.x * Speed;
    Camera.View.z += Vector.z * Speed;
}

void DrawGrid()
{
    for (float i = -50; i <= 100; i += 5)
    {
       glBegin(GL_LINES);
           glVertex3f(-50, 0, i);
           glVertex3f(100, 0, i);
           glVertex3f(i, 0,-50);
           glVertex3f(i, 0, 100);
       glEnd();
    }
}

void RenderScene(HDC hDC)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // Очищаем буфер цвета и буфер глубины.
    glLoadIdentity();
    /*
        Устанавливаем вектора камеры.
    */
    gluLookAt(Camera.Pos.x,  Camera.Pos.y,  Camera.Pos.z,
              Camera.View.x, Camera.View.y, Camera.View.z,
              Camera.Up.x,   Camera.Up.y,   Camera.Up.z);

    DrawGrid(); // Рисуем сетку.
    glTranslatef(0.0, 30.0, 0.0); // Вторую сетку поднимим на 30 чего-то там по Y)
    DrawGrid();;

    SwapBuffers(hDC);
}

void MouseMove(int xMouse, int yMouse)
{
    double xAngle = (double)((AppWidth >> 1)  - xMouse) * 0.0005;
    double yAngle = (double)((AppHeight >> 1) - yMouse) * 0.0010;

    if (Camera.View.y > 8.0)  Camera.View.y = 8.0;
    if (Camera.View.y < -3.0) Camera.View.y = -3.0;

    Camera.View.y += yAngle;
    RotateCamera(-xAngle);

    SetCursorPos(AppWidth >> 1, AppHeight >> 1);
    RenderScene(hDC);
}

void KeyboardInput(int Key)
{
    switch (Key)
    {
      case VK_W: MoveCamera(0.5);      // Движние вперёд.
                 break;
      case VK_S: MoveCamera(-0.5);     // Назад.
                 break;
      case VK_D: RotateCamera(0.025);  // Вправо.
                 break;
      case VK_A: RotateCamera(-0.025); // Влево
                 break;

      case VK_ESCAPE:
               {
                 PostQuitMessage(0);
               }
    }
}

void ResizeScene(int nWidth, int nHeight)
{
    AppWidth  = nWidth;
    AppHeight = nHeight;

    glViewport(0, 0, nWidth, nHeight);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(45.0, nWidth / nHeight, 0.1, 0); // Устнавливаем поле обзора в 45 градусов, соотношение сторон, передний и задний план.
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

void EnableOpenGL(HWND hWindow, HDC* hDC, HGLRC* hRC)
{
    PIXELFORMATDESCRIPTOR PixelFormat = {0};

    PixelFormat.nSize      = sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR);
    PixelFormat.nVersion   = 1;
    PixelFormat.dwFlags    = PFD_DRAW_TO_WINDOW |
                             PFD_SUPPORT_OPENGL |
                             PFD_DOUBLEBUFFER;
    PixelFormat.iPixelType = PFD_TYPE_RGBA;
    PixelFormat.cColorBits = 24;              // Глубина цвета.
    PixelFormat.cDepthBits = 16;              // Размер буфера глубины.
    PixelFormat.iLayerType = PFD_MAIN_PLANE;  // Тип плоскости.

    if (!(*hDC = GetDC(hWindow)))
       return;

    if (!(SetPixelFormat(*hDC, (ChoosePixelFormat(*hDC, &PixelFormat)), &PixelFormat)))
       return;

    if (!(*hRC  = wglCreateContext(*hDC)))
       return;

    if (!(wglMakeCurrent(*hDC, *hRC)))
       return;
}

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWindow, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (uMsg)
    {
       case WM_SIZE      : ResizeScene(LOWORD(lParam), (HIWORD(lParam))); // Обработка изменения размеров главного окна.
                           break;
       case WM_PAINT     : RenderScene(hDC);                    // Отрисовка кадра.
                           break;
       case WM_CREATE    : EnableOpenGL(hWindow, &hDC, &hRC);             // Инициализация OpenGL.
                           break;
       case WM_KEYDOWN   : KeyboardInput(wParam);                         // Обработка нажатий клавиш на клавиатуре.
                           break;
       case WM_MOUSEMOVE : MouseMove(LOWORD(lParam), (HIWORD(lParam)));   // Обработка движения мыши.
                           break;
       default:
            return DefWindowProc(hWindow, uMsg, wParam, lParam);
    }
    return 0;
}

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    MSG Msg;
    WNDCLASSEX WindowClass;

    WindowClass.cbSize        = sizeof(WNDCLASSEX);
    WindowClass.style         = CS_OWNDC;
    WindowClass.lpfnWndProc   = WindowProc;
    WindowClass.cbClsExtra    = 0;
    WindowClass.cbWndExtra    = 0;
    WindowClass.hInstance     = hInstance;
    WindowClass.hIcon         = LoadIcon(0, IDI_APPLICATION);
    WindowClass.hCursor       = LoadCursor(0, IDC_ARROW);
    WindowClass.hbrBackground = 0;
    WindowClass.lpszMenuName  = 0;
    WindowClass.lpszClassName = "GLClass";
    WindowClass.hIconSm       = LoadIcon(0, IDI_APPLICATION);

    if (!RegisterClassEx(&WindowClass))
    {
       MessageBox(0, "Невозможно зарегистрировать класс окна.", "Шайссе!", MB_ICONERROR);
       return 0;
    }

    hMainWindow = CreateWindowEx(0,
                    "GLClass",
                    "OpenGL 3D",
                    WS_POPUPWINDOW, // Окно создастся без оконной рамки.
                    0,
                    0,
                    800,            // Ширина окна.
                    600,            // Высота.
                    0,
                    0,
                    hInstance,
                    0);
     if (!hMainWindow)
     {
       MessageBox(0, "Невозможно создать окно.", "Шайссе!", MB_ICONERROR);
       return 0;
     }

     ShowWindow(hMainWindow, SW_MAXIMIZE);
     ShowCursor(0);

     while (Msg.message != WM_QUIT)
     {
        if (PeekMessage(&Msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE))
        {
           TranslateMessage(&Msg);
           DispatchMessage(&Msg);
        }
        else
           SendMessage(hMainWindow, WM_PAINT, 0, 0); // Посылаем окну сообщение на отрисовку следующего кадра. (Лучше сделать в отдельном потоке)
     }
    return Msg.wParam;
}

Волк-1024 (с)

Прикрепления: 5620279.zip(13Kb)

Pascal, C\C++, Assembler, Python

Сообщение отредактировал Волк-1024 - Воскресенье, 18.01.2015, 22:55

xXxSh@dowxXx

Дата: Понедельник, 19.01.2015, 21:13 | Сообщение # 2

Авторитетный

Зарегистрирован: 22.01.2012

Группа: Модераторы

Сообщений: 702

Статус: Offline

Очень даже неплохо, да можно конечно многое сказать, но для начала очень даже, поздравляю! smile

XSPY

Дата: Среда, 21.01.2015, 20:04 | Сообщение # 3

Продвинутый

Зарегистрирован: 28.01.2010

Группа: Пользователи

Сообщений: 248

Статус: Offline

круто, пиши еще, но в 2-х форматах: СИ и Делфи =) я подписываюсь на тему!

Я не крекер,а программист!
Я не преступник-я свободный человек!
Лучше один раз накодить,чем сто раз качать билды!

Волк-1024

Дата: Пятница, 23.01.2015, 19:46 | Сообщение # 4

Авторитетный

Зарегистрирован: 24.07.2011

Группа: Модераторы

Сообщений: 463

Статус: Offline

Вот, на скорую руку перегнал код на Делфи:

Код

Program Test3D;

{$hints off}
{$apptype gui}
{$codepage utf8}

uses
   Windows,
   GlExt,
   Glu,
   Gl;

const
   VK_W = $057;
   VK_S = $053;
   VK_A = $041;
   VK_D = $044;

type
   TVector3D = record
      x, y, z: Double;
   end;

   TCamera = record
      Pos   : TVector3D;
      View  : TVector3D;
      Up    : TVector3D;
   end;

var
   Msg: TMsg;
   Camera: TCamera;
   WindowClass: TWndClassEx;
   hWindow, hDC, hRC: THandle;
   AppWidth, AppHeight: Integer;

procedure DrawGrid();
var
   i: Double;
begin
   i := -50;
   while i <= 100 do
   begin
     i := i + 5;
     glBegin(GL_LINES);
      glVertex3f(-50, 0, i);
      glVertex3f(100, 0, i);
      glVertex3f(i, 0,-50);
      glVertex3f(i, 0, 100);
     glEnd();
   end;
end;

procedure RenderScene(hDC: THandle);
begin
   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
   glLoadIdentity();

   gluLookAt(Camera.Pos.x,  Camera.Pos.y,  Camera.Pos.z,
             Camera.View.x, Camera.View.y, Camera.View.z,
             Camera.Up.x,   Camera.Up.y,   Camera.Up.z);

   DrawGrid();
   glTranslatef(0.0, 30.0, 0.0);
   DrawGrid();;

   SwapBuffers(hDC);
end;

function NormalizeVector(Vector: TVector3D): TVector3D;
var
   Length: Double;
begin
   Length := sqrt((Vector.x * Vector.x) + (Vector.y * Vector.y) + (Vector.z * Vector.z));

   Result.x := Vector.x / Length;
   Result.y := Vector.y / Length;
   Result.z := Vector.z / Length;
end;

procedure RotateCamera(Speed: Double);
var
   Vector: TVector3D;
begin
   Vector.x := Camera.View.x - Camera.Pos.x;
   Vector.z := Camera.View.z - Camera.Pos.z;

   Camera.View.z := Camera.Pos.z + sin(Speed) * Vector.x + cos(Speed) * Vector.z;
   Camera.View.x := Camera.Pos.x + cos(Speed) * Vector.x - sin(Speed) * Vector.z;
end;

procedure MoveCamera(Speed: Double);
var
   Vector: TVector3D;
begin
   Vector.x := Camera.View.x - Camera.Pos.x;
   Vector.y := 0;
   Vector.z := Camera.View.z - Camera.Pos.z;

   Vector := NormalizeVector(Vector);

   Camera.Pos.x  := Camera.Pos.x  + Vector.x * Speed;
   Camera.Pos.z  := Camera.Pos.z  + Vector.z * Speed;
   Camera.View.x := Camera.View.x + Vector.x * Speed;
   Camera.View.z := Camera.View.z + Vector.z * Speed;
end;

procedure MoveMouse(xMouse, yMouse: Integer);
var
   xAngle, yAngle: Double;
begin
   xAngle := Double((AppWidth  shr 1) - xMouse) * 0.0005;
   yAngle := Double((AppHeight shr 1) - yMouse) * 0.0010;

   if Camera.View.y > 8.0 then
      Camera.View.y := 8.0;
   if Camera.View.y < -3.0 then
      Camera.View.y := -3.0;

   Camera.View.y := Camera.View.y + yAngle;
   RotateCamera(-xAngle);

   SetCursorPos(AppWidth shr 1, AppHeight shr 1);
   RenderScene(hDC);
end;

procedure KeyboardInput(Key: Integer);
begin
   case Key of
     VK_W: MoveCamera(0.5);
     VK_S: MoveCamera(-0.5);
     VK_D: RotateCamera(0.025);
     VK_A: RotateCamera(-0.025);
     VK_ESCAPE: PostQuitMessage(0);
   end;
end;

procedure ResizeScene(nWidth, nHeight: Integer);
begin
   AppWidth  := nWidth;
   AppHeight := nHeight;

   glViewport(0, 0, nWidth, nHeight);
   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
   glLoadIdentity();
   gluPerspective(45.0, nWidth / nHeight, 0.1, 0);
   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
   glLoadIdentity();
end;

procedure EnableOpenGL(hWindow: THandle; var hDC, hRC: THandle);
var
   PixelFormat: TPixelFormatDescriptor;
begin
   ZeroMemory(@PixelFormat, (SizeOf(PIXELFORMATDESCRIPTOR)));

   PixelFormat.nSize      := SizeOf(PIXELFORMATDESCRIPTOR);
   PixelFormat.nVersion   := 1;
   PixelFormat.dwFlags    := PFD_DRAW_TO_WINDOW or
                             PFD_SUPPORT_OPENGL or
                             PFD_DOUBLEBUFFER;
   PixelFormat.iPixelType := PFD_TYPE_RGBA;
   PixelFormat.cColorBits := 24;
   PixelFormat.cDepthBits := 16;
   PixelFormat.iLayerType := PFD_MAIN_PLANE;

   hDC := GetDC(hWindow);
   if hDC = 0 then
      Exit;
   if not SetPixelFormat(hDC, (ChoosePixelFormat(hDC, @PixelFormat)), @PixelFormat) then
      Exit;
   hRC := wglCreateContext(hDC);
   if hRC = 0 then
      Exit;
   if not wglMakeCurrent(hDC, hRC) then
      Exit;

   ZeroMemory(@Camera, (SizeOf(TCamera)));

   Camera.Pos.y  := 2.5;
   Camera.Pos.z  := 5.0;
   Camera.View.y := 2.5;
   Camera.Up.y   := 1.0;
end;

function WindowProc(hWindow: THandle; uMsg: Cardinal; wParam: WParam; lParam: LParam): LResult; stdcall;
begin
   case uMsg of
     WM_SIZE      : ResizeScene(LOWORD(lParam), (HIWORD(lParam)));
     WM_PAINT     : RenderScene(hDC);
     WM_CREATE    : EnableOpenGL(hWindow, hDC, hRC);
     WM_KEYDOWN   : KeyboardInput(wParam);
     WM_MOUSEMOVE : MoveMouse(LOWORD(lParam), (HIWORD(lParam)));
   end;
   Result := DefWindowProc(hWindow, uMsg, wParam, lParam);
end;

begin
   WindowClass.cbSize        := SizeOf(WindowClass);
   WindowClass.style         := CS_OWNDC;
   WindowClass.lpfnWndProc   := @WindowProc;
   WindowClass.cbClsExtra    := 0;
   WindowClass.cbWndExtra    := 0;
   WindowClass.hInstance     := hInstance;
   WindowClass.hIcon         := LoadIcon(0, IDI_APPLICATION);
   WindowClass.hCursor       := LoadCursor(0, IDC_ARROW);
   WindowClass.hbrBackground := 0;
   WindowClass.lpszMenuName  := nil;
   WindowClass.lpszClassName := 'GLClass';
   WindowClass.hIconSm       := LoadIcon(0, IDI_APPLICATION);

   if RegisterClassEx(@WindowClass) = 0 then
   begin
     MessageBox(0, 'Невозможно зарегистрировать класс окна.', 'Шайссе!', MB_ICONERROR);
     Exit;
   end;

   hWindow := CreateWindowEx(0,
                             'GLClass',
                             'OpenGL 3D',
                             WS_POPUPWINDOW,
                             0,
                             0,
                             800,
                             600,
                             0,
                             0,
                             hInstance,
                             nil);

   if hWindow = 0 then
   begin
     MessageBox(0, 'Невозможно создать окно.', 'Шайссе!', MB_ICONERROR);
     Exit;
   end;

   ShowWindow(hWindow, SW_MAXIMIZE);
   ShowCursor(false);

   ZeroMemory(@Msg, (SizeOf(TMsg)));

   while (Msg.message <> WM_QUIT) do
   begin
     if PeekMessage(@Msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE) then
     begin
       TranslateMessage(@Msg);
       DispatchMessage(@Msg);
     end
       else SendMessage(hWindow, WM_PAINT, 0, 0);
   end;
   Halt(Msg.wParam);
end.

Прикрепления: 8822019.zip(78Kb)

Pascal, C\C++, Assembler, Python

Сообщение отредактировал Волк-1024 - Пятница, 23.01.2015, 19:56

delfcode » Обсуждения » Остальные языки программирования » [C/C++] Простейший 3D мир (WinApi+OpenGL)

Страница 1 из 1