Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Области применения смешения цветов




В практических целях применяются не все возможные комбинации множителей смешения. В большинстве программ используются комбинации из небольшого набора. Ниже перечислены некоторые наиболее распространенные из них.

1) Допустим, требуется сформировать изображение, состоящее из перекрывающихся изображений двух разных сцен (с прозрачностью 50%). Сначала надо установить множитель source=GL_ONE и нарисовать первую сцену. Затем надо задать множители source=destination=GL_SRC_ALPHA и нарисовать вторую сцену с установленным альфа=0.5. Если надо получить смешение 75% первого изображения и 25% второго, то сначала надо нарисовать первое изображение, и затем – второе с альфа=0.25. При этом должны быть заданы множители GL_SRC_ALPHA (source) и GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA (destination). Эта пара множителей образует, вероятно, самую распространенную комбинацию при смешения цветов.

2) Для смешения в одинаковой пропорции трех различных изображений надо установить множитель destination=GL_ONE и множитель source=GL_SRC_ALPHA. Затем следует нарисовать каждое изображение с альфа=0.33. В данном случае каждое изображение будет иметь только треть исходной яркости, что особенно заметно в тех местах, где изображения не перекрываются.

3) Предположим, в графическом редакторе требуется реализовать кисть, которая позволяет при каждом мазке понемногу добавлять в изображение текущий цвет (скажем, каждый мазок добавляет по 10% цвета, при этом 90% изображения убирается). Для этого надо рисовать образ кисти с альфа=10% при установленных множителях source=GL_SRC_ALPHA и destination =GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA. Аналогичным образом можно реализовать инструмент "стерка", постепенно добавляющий к изображению цвет фона.

4) Допустим, надо нарисовать изображение с тремя полупрозрачными поверхностями, перекрывающимися произвольным образом, а позади них расположен непрозрачный фон. Пусть самая дальняя поверхность пропускает 80% света, следующая – 40%, а ближайшая к наблюдателю – 90%. Рисование этой сцены начинается с рисования фона с множителями source и destination по умолчанию. Затем надо задать множители source=GL_SRC_ALPHA и destination= GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA. После этого надо сначала нарисовать дальнюю поверхность с альфа=0.2, затем среднюю с альфа=0.6 и ближнюю с альфа=0.1.

 

Пример использования смешения цветов

Ниже приведена функция display() из программы 6.3, в которой смешение цветов применяется для имитации прозрачности объектов. Смешение цветов и обработка альфа-компоненты замедляют работу OpenGL, поэтому их лучше включать только на время рисования прозрачных объектов, а затем отключать.

 

void CALLBACK display()

{

glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );

glEnable( GL_ALPHA_TEST );

glEnable( GL_BLEND );

glBlendFunc( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA );

glColor4d( 1, 0, 0, 1 );

auxSolidSphere( 1 );

glColor4d( 0, 1, 0, 0.6 );

auxSolidCylinder( 2, 3 );

glDisable( GL_BLEND );

glDisable( GL_ALPHA_TEST );

glFlush();

}

Фрагмент программы 6.3. Рисование полупрозрачного цилиндра.

 

При смешении цветов крайне важно, чтобы сначала рисовались дальние объекты, а затем ближние. Это объясняется тем, как в OpenGL выполняется тест глубины на основе z-буфера. Например, в программе 6.3 сначала рисуется сфера (более далекий объект), а затем цилиндр. При этом OpenGL выполняет следующие действия:

1) функция display() создает сферу;

2) для видимой части сферы тест глубины проходит успешно, т.к. сфера никакими объектами не закрывается;

3) в буфере рисуется сфера;

4) функция display() создает цилиндр;

5) для видимой части цилиндра тест глубины проходит успешно, т.к. поверхность цилиндра к наблюдателю ближе, чем сфера;

6) в буфере рисуется цилиндр, причем он накладывается на сферу с установленными параметрами смешения цветов и получается эффект прозрачности.

Теперь рассмотрим, что происходит, если изменить порядок рисования объектов:

1) функция display() создает цилиндр;

2) для видимой части цилиндра тест глубины проходит успешно;

3) в буфере рисуется цилиндр;

4) функция display() создает сферу;

5) для всех вершин сферы тест глубины выполняется неудачно, т.к. сфера полностью закрыта цилиндром;

6) сфера в буфере не рисуется.

 

 

Туман

Компьютерные изображения иногда выглядят нереально резкими и качественными. Резкость краев объектов уменьшается с помощью сглаживания. Еще одно средство для создания реалистичных изображений – добавление "тумана", который делает объекты менее четкими по мере увеличения расстояния от наблюдателя. Термином "туман" (fog) в OpenGL обозначается целая группа атмосферных эффектов, таких, как дымка, пасмурность, копоть и т.п. Например, туман часто используется в авиационных симуляторах.

При включенном тумане цвет более далеких объектов постепенно переходит в цвет тумана. OpenGL позволяет задать цвет и плотность тумана (она определяет скорость, с которой образы объектов расплываются с расстоянием). Расчет тумана уменьшает скорость работы программы.

 

Использование тумана

Для использования тумана сначала надо включить его, а затем настроить свойства. Включение выполняется вызовом glEnable(GL_FOG), а определение свойств –вызовами функции glFog*():

void glFog{if}{v}(GLenum pname, TYPEparam);

Она позволяет выбрать цвет, плотность (density) и уравнение для расчета множителя тумана f, на который будет умножается цвет в цветовом буфере. Есть три возможных уравнения:

GL_EXP:

GL_EXP2:

GL_LINEAR:

У функции glFog*() параметр pname выбирает изменяемое свойство – GL_FOG_MODE (уравнение для расчета множителя), GL_FOG_COLOR (цвет), GL_FOG_DENSITY (плотность), GL_FOG_START (дальность начала тумана) или GL_FOG_END (дальность завершения тумана). Для свойства GL_FOG_MODE допустимы перечисленные выше значения GL_EXP (по умолчанию), GL_EXP2 или GL_LINEAR. Значения по умолчанию других параметров: density=1, start=0, end=1.

Применение тумана показано в программе 6.4. Она рисует пять желтых чайников (из полированного золота), расположенных на разном расстоянии от наблюдателя. По нажатию левой кнопки мыши программа меняет уравнение для расчета множителя тумана.

 

#include <iostream.h>

#include <windows.h>

#include <math.h>

#include <GL/gl.h>

#include <GL/glu.h>

#include <GL/glaux.h>

 

GLint fogMode;

 

void CALLBACK cycle_fog( AUX_EVENTREC* )

{

if ( fogMode == GL_EXP ) {

fogMode = GL_EXP2;

cout << "Fog mode is GL_EXP2\n";

}

else if ( fogMode == GL_EXP2 ) {

fogMode = GL_LINEAR;

cout << "Fog mode is GL_LINEAR\n";

glFogf( GL_FOG_START, 1.0 );

glFogf( GL_FOG_END, 5.0 );

}

else if ( fogMode == GL_LINEAR )

{

fogMode = GL_EXP;

cout << "Fog mode is GL_EXP\n";

}

cout.flush();

glFogi( GL_FOG_MODE, fogMode );

}

 

void light_init()

{

float pos[] = { 0.0, 0.0, 1.0, 0.0 };

glEnable( GL_DEPTH_TEST );

glDepthFunc( GL_LEQUAL );

glLightfv( GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos );

 

glEnable( GL_LIGHTING );

glEnable( GL_LIGHT0 );

 

glEnable(GL_AUTO_NORMAL);

glEnable(GL_NORMALIZE);

 

glEnable( GL_FOG );

float fogColor[4] = { 0.5, 0.5, 0.5, 1.0 };

fogMode = GL_EXP;

glFogi( GL_FOG_MODE, fogMode );

glFogfv( GL_FOG_COLOR, fogColor );

glFogf( GL_FOG_DENSITY, 0.35f );

glClearColor( 0.5, 0.5, 0.5, 1.0 );

}

 

void draw_red_teapot( float x, float y, float z )

{

float gold_amb[4] = { 0.25f, 0.22f, 0.06f, 1.00 };

float gold_diff[4] = { 0.35f, 0.31f, 0.09f, 1.00 };

float gold_spec[4] = { 0.80f, 0.72f, 0.21f, 1.00 };

float gold_shin = 83.2f;

 

glMaterialfv( GL_FRONT, GL_AMBIENT, gold_amb );

glMaterialfv( GL_FRONT, GL_DIFFUSE, gold_diff );

glMaterialfv( GL_FRONT, GL_SPECULAR, gold_spec );

glMaterialf( GL_FRONT, GL_SHININESS, gold_shin );

 

glPushMatrix();

glTranslatef( x, y, z );

auxSolidTeapot( 1.0 );

glPopMatrix();

}

 

void CALLBACK display()

{

glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );

draw_red_teapot( -4.0, -0.5, -1.0 );

draw_red_teapot( -2.0, -0.5, -2.0 );

draw_red_teapot( 0.0, -0.5, -3.0 );

draw_red_teapot( 2.0, -0.5, -4.0 );

draw_red_teapot( 4.0, -0.5, -5.0 );

glFlush();

}

 

void CALLBACK resize( int w, int h )

{

glViewport(0, 0, w, h);

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

if ( w <= (h*3) )

glOrtho( -6.0, 6.0, -2.0*((float)h*3)/(float)w,

2.0*((float)h*3)/(float)w, 0.0, 10.0 );

else

glOrtho( -6.0*(float)w/((float)h*3),

6.0*(float)w/((float)h*3), -2.0, 2.0, 0.0, 10.0 );

 

gluLookAt( 0,0,3, 0,0,0, 0,1,0 );

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity();

}

 

void main()

{

auxInitDisplayMode( AUX_SINGLE | AUX_RGBA | AUX_DEPTH );

auxInitPosition( 0, 0, 450, 150 );

auxInitWindow( "Лекция 6. Программа 6.4" );

light_init();

auxMouseFunc( AUX_LEFTBUTTON, AUX_MOUSEDOWN, cycle_fog );

auxReshapeFunc( resize );

auxMainLoop( display );

}

Программа 6.4.Пять чайников в тумане.

 

Сводка результатов

OpenGLпозволяет задавать свойства материала, который приписывается объектам сцены. Значения этих свойств используются в модели освещения при вычислении цвета пикселей изображения сцены. Основными свойствами материала являются компоненты диффузного, рассеянного и зеркального отражения. Эти свойства напоминают свойства источников света. Кроме того, у материала есть свойство "блеск" и может быть свойство "излучаемый свет", который влияет только на вид объекта и не играет роли нового источника света. В лекции приведена таблица со свойствами материала, которые соответствуют некоторым реальным материалам.

Значения цвета в OpenGLзадаются четырьмя компонентами RGBA. Четвертая компонента A (альфа) используется в служебных целях для расчета цвета пикселей в режиме смешения цветов. В лекции описано, как применить режим смешения цветов для реализации одного из наиболее распространенных эффектов освещения – прозрачности.

Компьютерные изображения в некоторых случаях выглядят чересчур высококачественными и нереалистичными. Одно из простейших средств повышения реалистичности изображений – туман. OpenGLпозволяет задать ряд свойств тумана, например, цвет и плотность. Когда туман включен, то по мере удаления от наблюдателя объекты постепенно расплываются и закрашиваются цветом тумана.


Упражнения

Упражнение 1

На основе фрагмента программы 6.1 напишите программу, рисующую 12 сфер с различными свойствами материала. Сферы должны располагаться в три строки, которые отличаются рассеянной составляющей:

Cтрока 1 – рассеянная компонента отсутствует, т.е. равна {0.0, 0.0, 0.0, 0.0};

Cтрока 2 – серая рассеянная компонента, {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};

Cтрока 3 – желтая рассеянная компонента, {0.8, 0.8, 0.2, 1.0}.

Свойства материала в разных столбцах задаются аналогично фрагменту 6.1:

Столбец 1 – синяя диффузная составляющая { 0.1, 0.5, 0.8, 1.0 }, зеркальная отсутствует, блеска нет;

Столбец 2– синяя диффузная, белая зеркальная { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 } и малый блеск 5.0;

Столбец 3 – синяя диффузная, белая зеркальная, большой блеск 100.0;

Столбец 4 – синяя диффузная, нет зеркальной, нет блеска, но есть зеленоватая излучаемая компонента {0.3, 0.2, 0.2, 0.0}.

Обратите внимание, как меняется вид сфер, например, светящиеся сферы выглядят довольно яркими и однородными (т.к. нет зеркальной составляющей).

 

Упражнение 2

Выполните программу 6.2 и затем добавьте в нее обработчики событий для изменения блеска и излучаемой компоненты.

 

Упражнение 3

На основе фрагмента программы 6.3 разработайте программу для рисования сферы внутри полупрозрачного цилиндра. Измените ее так, чтобы цилиндр и сфера рисовались внутри третьего объекта (например, полупрозрачной сферы).

 

Упражнение 4

Выполните программу 6.4. Выясните, как влияют на вид объектов режим автоматического вычисления нормалей и автоматической нормализации нормалей:

glEnable(GL_AUTO_NORMAL);

glEnable(GL_NORMALIZE);

Попробуйте назначить объектам несколько различных материалов, приведенных в табл. 6.2.

 





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.