2022年6月6日 星期一

TC*(˙Ⱉ˙ฅ)​的學習日誌-week16

學習內插

內插公式

Excel or

t(時間):0.0......1.0

alpha:0.0.........1.0

angle:13..........90

內插公式 alpha*新的+(1-alpha)*舊的




複製並貼上 上週 Week15_angles_TRT_again 的程式
第一步:
///week15_anagles_TRT_angle
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
float angle[20], oldX=0;
int angleID=0; ///0:第0個關節,1:第一個關節,2:第二個關節
FILE*fout=NULL, *fin=NULL;
void myWrite()
{
    if(fin!=NULL)
    {
        fclose(fin);
        fin=NULL;
    }
}
void myRead()
{
    if(fout!=NULL)
    {
fclose(fout);
fout=NULL;
    }
    if(fin==NULL) fin=fopen("file.txt", "r");
    for(int i=0; i<20; i++){
        fscanf(fin, "%f", &angle[i]);
    }
    glutPostRedisplay();///重畫畫面
}
void keyboard(unsigned char key,int x,int y)
{
    ///printf("hollow world:%c\n",key);測試用
    if(key=='r')myRead();
    if(key=='s')myWrite();///save
    if(key=='0')angleID=0;///預設這是第一個
    if(key=='1')angleID=1;
    if(key=='2')angleID=2;
    if(key=='3')angleID=3;
}///用keyboard的按鍵,來決定等一下mption()裡要動哪個部位
void mouse(int button, int state , int x, int y)///mouse按下去
{
    oldX = x;
}
void motion(int x,int y)
{
    angle[angleID] += (x-oldX);
    ///myWrite();///沒必要一直寫檔
    oldX=x;
    glutPostRedisplay();
}
void display()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glColor3f(1,1,1);///白色的
    glRectf(0.3,0.5,-0.3,-0.2);///身體,瘦身
    glPushMatrix();///右半邊,掛的位置也改了
        glTranslatef(0.3,0.5,0);///等下要掛在0.5,0.5
        glRotatef(angle[0],0,0,1);///(2)旋轉
        glTranslatef(-0.3,-0.4,0);///(1)先把旋轉中心放正中心
        glColor3f(1,0,0);///紅色的
        glRectf(0.3,0.5,0.8,0.3);///右上手臂
        glPushMatrix();
        glTranslatef(0.8,0.4,0);///(3)把下手肘掛在關節上
        glRotatef(angle[1],0,0,1);///(2)旋轉
        glTranslatef(-0.8,-0.4,0);///(1)再畫下手肘
        glColor3f(0,1,0);///綠色的
        glRectf(0.8,0.5,1.1,0.3);///再畫右下手肘
        glPopMatrix();
    glPopMatrix();

    glPushMatrix();///左半邊,掛的位置也改了
        glTranslatef(-0.3,0.5,0);///等下要掛在0.5,0.5
        glRotatef(angle[2],0,0,1);///(2)旋轉
        glTranslatef(+0.3,-0.4,0);///(1)先把旋轉中心放正中心
        glColor3f(1,0,0);///紅色的
        glRectf(-0.3,0.5,-0.8,0.3);///左上手臂
        glPushMatrix();
        glTranslatef(-0.8,0.4,0);///(3)把下手肘掛在關節上
        glRotatef(angle[3],0,0,1);///(2)旋轉
        glTranslatef(+0.8,-0.4,0);///(1)再畫下手肘
        glColor3f(0,1,0);///綠色的
        glRectf(-0.8,0.5,-1.1,0.3);///再畫左下手肘
        glPopMatrix();
    glPopMatrix();

    glutSwapBuffers();
}
int main(int argc,char ** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
    glutInitWindowSize(600,600);
    glutCreateWindow("Week16 interpolation");

    glutMouseFunc(mouse);
    glutMotionFunc(motion);

    glutKeyboardFunc(keyboard);

    glutDisplayFunc(display);
    glutMainLoop();
}


繼續把上面的程式寫完
///week15_anagles_TRT_angle
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>///為了printf,fopen,fclose...
float angle[20], oldX=0;
int angleID=0;///0:第0個關節, 1:第1個關節...
FILE * fout=NULL, * fin=NULL;
void myWrite()
{
    if(fout==NULL) fout=fopen("file.txt","w+");
    for(int i=0; i<20; i++)
    {
        printf(     "%.2f", angle[i]);
        fprintf(fout, "%.2f ", angle[i]);
    }
    printf("\n");
    fprintf(fout,"\n");
}
float NewAngle[20], OldAngle[20];
void myRead()
{

    if(fout!=NULL)
    {
      fclose(fout);///關掉還在讀的檔案
      fout=NULL;
    }

   if(fin==NULL) fin=fopen("file.txt","r");

   for(int i=0; i<20; i++){
        OldAngle[i]=NewAngle[i];
        fscanf(fin, "%f", &NewAngle[i]);
        ///fscanf(fin, "%f", &angle[i]);
   }
   glutPostRedisplay();///重畫畫面
}
void myInterpolate(float alpha){
    for(int i=0; i<20; i++){
        angle[i]=alpha*NewAngle[i]+(1-alpha)*OldAngle[i];
        printf("%.2f", angle[i]);
    }
    printf("\n");
    glutPostRedisplay();
}
float alpha=0;
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{///鍵盤數字鍵決定旋轉部位

    if(key=='p')
    {
        myInterpolate(alpha);
        alpha=(alpha+0.01);
        if(alpha>1) alpha=alpha-1;
    }

    if(key=='r') myRead();
    if(key=='s') myWrite();
    if(key=='0') angleID=0;///預設0
    if(key=='1') angleID=1;
    if(key=='2') angleID=2;
    if(key=='3') angleID=3;
    if(key=='r')
    {
        myRead();
    }
}
void mouse(int button, int state, int x, int y)
{
    oldX=x;
}
void motion(int x, int y)
{
    angle[angleID]+=(x-oldX);
    ///myWrite();
    oldX=x;
    glutPostRedisplay();///重畫畫面
}
void display()
{
    glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
    glColor3f(1, 1, 1);
    glRectf(0.3, 0.5, -0.3, -0.2);///身體瘦身(對比1)

    glPushMatrix();///右半邊
        glTranslatef(0.3, 0.5, 0);
        glRotatef(angle[0], 0, 0, 1);///旋轉
        glTranslatef(-0.3, -0.4, 0);///旋轉中心放正中心
        glColor3f(1, 0, 0);
        glRectf(0.3, 0.5, 0.8, 0.3);///右上手臂
        glPushMatrix();
            glTranslatef(0.8, 0.4, 0);///把下手肘掛在關節上
            glRotatef(angle[1], 0, 0, 1);///旋轉
            glTranslatef(-0.8, -0.4, 0);///把下手肘的旋轉中心放正中心
            glColor3f(0, 1, 0);
            glRectf(0.8, 0.5, 1.1, 0.3);///右下手肘
        glPopMatrix();
    glPopMatrix();

    glPushMatrix();///左半邊
        glTranslatef(-0.3, 0.5, 0);
        glRotatef(angle[2], 0, 0, 1);///旋轉
        glTranslatef(+0.3, -0.4, 0);///旋轉中心放正中心
        glColor3f(1, 0, 0);
        glRectf(-0.3, 0.5, -0.8, 0.3);///左上手臂
        glPushMatrix();
            glTranslatef(-0.8, 0.4, 0);///把下手肘掛在關節上
            glRotatef(angle[3], 0, 0, 1);///旋轉
            glTranslatef(+0.8, -0.4, 0);///把下手肘的旋轉中心放正中心
            glColor3f(0, 1, 0);
            glRectf(-0.8, 0.5, -1.1, 0.3);///左下手肘
        glPopMatrix();
    glPopMatrix();
    glutSwapBuffers();

}
int main(int argc, char**argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH );
    //glutInitWindowSize(600, 600);
    glutCreateWindow("Week16 interpolation");

    glutKeyboardFunc(keyboard);
    glutMouseFunc(mouse);
    glutMotionFunc(motion);
    glutDisplayFunc(display);
    glutMainLoop();
}

注意:原先要放在glutPostRedisplay();下面的
alpha=(alpha+0.01);
if(alpha>1) alpha=alpha-1;
因為alpha會混淆,所以修改alpha的位置(到if(key=='p')裡面)
擺完動作後按s(儲存動作),之後按 r (讀入)在一直按 p(播放儲存動作) 就可以播放動畫  


加入timer 自動做內插
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>///為了printf,fopen,fclose...
float angle[20], oldX=0;
int angleID=0;///0:第0個關節, 1:第1個關節...
FILE * fout=NULL, * fin=NULL;
void myWrite()
{
    if(fout==NULL) fout=fopen("file.txt","w+");
    for(int i=0; i<20; i++)
    {
        printf(     "%.2f", angle[i]);
        fprintf(fout, "%.2f ", angle[i]);
    }
    printf("\n");
    fprintf(fout,"\n");
}
float NewAngle[20], OldAngle[20];
void myRead()
{

    if(fout!=NULL)
    {
      fclose(fout);///關掉還在讀的檔案
      fout=NULL;
    }

   if(fin==NULL) fin=fopen("file.txt","r");

   for(int i=0; i<20; i++){
        OldAngle[i]=NewAngle[i];
        fscanf(fin, "%f", &NewAngle[i]);
        ///fscanf(fin, "%f", &angle[i]);

   }
   glutPostRedisplay();///重畫畫面
}

void myInterpolate(float alpha){
    for(int i=0; i<20; i++){
        angle[i]=alpha*NewAngle[i]+(1-alpha)*OldAngle[i];
        printf("%.2f", angle[i]);
    }
    printf("\n");
    glutPostRedisplay();
}
///float alpha=0;
void timer(int t)
{
    float alpha=(t%100)/100.0;///算出alpha
    if(t%100==0) myRead();///遇到100整除時,做新舊交替
    myInterpolate(alpha);
    glutTimerFunc(33, timer, t+1);
}
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{///鍵盤數字鍵決定旋轉部位

    if(key=='p') 
    {
        myRead();///先讀一行
        glutTimerFunc(0, timer, 0);///馬上開始播動畫
        ///myInterpolate(alpha);
        ///alpha=(alpha+0.01);
        ///if(alpha>1) alpha=alpha-1;
    }

    if(key=='r') myRead();
    if(key=='s') myWrite();
    if(key=='0') angleID=0;///預設0
    if(key=='1') angleID=1;
    if(key=='2') angleID=2;
    if(key=='3') angleID=3;
    if(key=='r')
    {
        myRead();
    }
}
void mouse(int button, int state, int x, int y)
{
    oldX=x;
}
void motion(int x, int y)
{
    angle[angleID]+=(x-oldX);
    ///myWrite();
    oldX=x;
    glutPostRedisplay();///重畫畫面
}
void display()
{

    glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
    glColor3f(1, 1, 1);
    glRectf(0.3, 0.5, -0.3, -0.2);///身體瘦身(對比1)

    glPushMatrix();///右半邊
        glTranslatef(0.3, 0.5, 0);
        glRotatef(angle[0], 0, 0, 1);///旋轉
        glTranslatef(-0.3, -0.4, 0);///旋轉中心放正中心
        glColor3f(1, 0, 0);
        glRectf(0.3, 0.5, 0.8, 0.3);///右上手臂
        glPushMatrix();
            glTranslatef(0.8, 0.4, 0);///把下手肘掛在關節上
            glRotatef(angle[1], 0, 0, 1);///旋轉
            glTranslatef(-0.8, -0.4, 0);///把下手肘的旋轉中心放正中心
            glColor3f(0, 1, 0);
            glRectf(0.8, 0.5, 1.1, 0.3);///右下手肘
        glPopMatrix();
    glPopMatrix();

    glPushMatrix();///左半邊
        glTranslatef(-0.3, 0.5, 0);
        glRotatef(angle[2], 0, 0, 1);///旋轉
        glTranslatef(+0.3, -0.4, 0);///旋轉中心放正中心
        glColor3f(1, 0, 0);
        glRectf(-0.3, 0.5, -0.8, 0.3);///左上手臂
        glPushMatrix();
            glTranslatef(-0.8, 0.4, 0);///把下手肘掛在關節上
            glRotatef(angle[3], 0, 0, 1);///旋轉
            glTranslatef(+0.8, -0.4, 0);///把下手肘的旋轉中心放正中心
            glColor3f(0, 1, 0);
            glRectf(-0.8, 0.5, -1.1, 0.3);///左下手肘
        glPopMatrix();
    glPopMatrix();
    glutSwapBuffers();

}
int main(int argc, char**argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH );
    //glutInitWindowSize(600, 600);
    glutCreateWindow("Week16 interpolation");

    glutKeyboardFunc(keyboard);
    glutMouseFunc(mouse);
    glutMotionFunc(motion);
    glutDisplayFunc(display);
    glutMainLoop();
}



加入timer 自動做內插,按p可以播放
步驟:
1.儲存4個動作,存好後把程式關掉
2.利用glutTimerFunc(0, timer, 0) 來開始播放
3.在 keyboard-->if(key== 'p') 的地方進行設定播放(play)
4.先myRead讀一行,再寫timer
5.timer中,由t先算出alpha 
6.遇到有整除時,做新舊交換
7.進入myInterpolate, 做glutTimerFunc(33, timer, t+1); 
8.其中的33為決定播放的時間


相機camera(範例:https://jsyeh.org/3dcg10/)

概念介紹
1.eye ---> 相機看你的位置(從哪裡看)



2.center  ---> 決定相機要看的中心位置
 (舉例來說,下例是以人的左手當作中心,圍繞著手拍) 


3.up ---> 相機旋轉位置



實作練習

aspect ratio 為長寬比 (寬度除以高度)

static void resize(int width, int height)
{ ///aspect ratio 長寬比
    const float ar = (float) width / (float) height;

    glViewport(0, 0, width, height);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION); ///投影-把3D投成2D畫面
    glLoadIdentity();
    glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW); ///3D經過轉換到最後的相機
    glLoadIdentity() ;
}


#include <GL/glut.h>
void display()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glutSolidTeapot(2);///大茶壼
    glutSwapBuffers();
}
void motion(int x, int y)
{
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);///3D經過轉換到你最後的攝影機
    glLoadIdentity();
    gluLookAt( (x-150)/15.0, (y-150)/15.0, 3, ///eye
    0, 0, 0, ///center
    0, 1, 0);///up
    glutPostRedisplay();
}
void reshape(int w, int h)
{
    const float ar = (float) w / (float) h;
    glViewport(0, 0, w, h);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);///投影,把3D投射到2D畫面
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(60, ar, 0.1, 100);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);///3D經過轉換到你最後的攝影機
    glLoadIdentity() ;
    gluLookAt( 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
}
int main(int argc, char**argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
    glutCreateWindow("week16 camera lookat");

    glutReshapeFunc(reshape);
    glutDisplayFunc(display);
    glutMotionFunc(motion);

    glutMainLoop();
}







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