Создание 3Д лабиринта

В варианте SkyBox – текстура, полностью покрывает плоскость без разрывов. По сути это представляет собой куб внутри которого располагается наблюдатель. На грани каждой стороны, которой помещена текстура неба. Построение лабиринтаДля построения лабиринта, требуется определение препятствия. В качестве препятствия в лабиринте в трехмерном представлении использовался куб. Куб состоит из 6 граней, для того чтобы куб был более наглядным, каждая грань была покрашена в свой уникальный цвет. Для применения цвета к грани куба использовали функцию - glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f); в данном случае, у нас равен единице первый и второй параметр, это означает, что активны цвета – красный и зеленый. Результатом смешения красного и зеленого цвета является желтый цвет. Координаты x и y необходимы для пространственного размещения куба.voidDrawCube(floatx, floaty){glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, boxTexture);glBegin(GL_QUADS); // Рисуем куб у него 6 гранейglColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f ); // ЖелтыйglVertex3f(1.0f + x, 1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, 1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, 1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(1.0f + x, 1.0f, 1.0f + y);glColor3f(1.0f, 0.5f, 0.0f); // оранжевыйglVertex3f(1.0f + x, -1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, -1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, -1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(1.0f + x, -1.0f, -1.0f + y);glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); // КрасныйglVertex3f(1.0f + x, 1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, 1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, -1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(1.0f + x, -1.0f, 1.0f + y);glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f); // ЖелтыйglVertex3f(1.0f + x, -1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, -1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, 1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(1.0f + x, 1.0f, -1.0f + y);glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); // СинийglVertex3f(-1.0f + x, 1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, 1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, -1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(-1.0f + x, -1.0f, 1.0f + y);glColor3f(1.0f, 0.0f, 1.0f); // ФиолетовыйglVertex3f(1.0f + x, 1.0f, -1.0f + y);glVertex3f(1.0f + x, 1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(1.0f + x, -1.0f, 1.0f + y);glVertex3f(1.0f + x, -1.0f, -1.0f + y);glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);glEnd(); }Листинг 4.Построение кубаПосле определения минимального элемента куба, требуется перебрать все элементы массива, который определяет лабиринт. Если элемент массива содержит значение 1, то это означает, что на данном месте находится препятствие, если же равно 0 то данный элемент означает, что в данном месте есть проход. Пример программного кода иллюстрирующий представление лабиринта на языке программирования С++. intLabyrint[10][10] = {{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },{ 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0 },{ 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1 },{ 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1 },{ 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1 },{ 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1 },{ 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1 },{ 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1 },{ 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1 },{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }};Листинг 5.Лабиринт представленный в виде двухмерного массиваДля отображения лабиринта была написана функция DrawLabyrintкоторая реализует обход лабиринта и на соответствующие позиции размещает куб. voidDrawLabirint(){for (int j = 0; j < 10; j++)for (inti = 0; i < 10; i++){if (Labyrint[i][j] == 1)DrawCube(2 * i, 2 * j);}}Листинг 6.Функция рисования лабиринта.Использование спецэффектовВ игровых приложениях часто для большей реалистичности используются различные спецэффекты. В Курсовой работе рассмотрели построение двух спецэффектов - это туман, и фонтан. Моделирование тумана является одной из самых простых задач, ввиду того что для моделирования требуется только инициализация данного процесса, для большей интерактивности создается управление данным процессом с помощью клавиатуры. Для подключения эффекта используется функция - glEnable(GL_FOG);В OpenGLреализован различный тип тумана, поэтому нужно указывать тип тумана, цвет. Туман может быть различным по степени густоты – данная возможность управляется с помощью функции glFogf(GL_FOG_DENSITY, 0.009f);Расстояние на котором распространяется туман указывается с помощью функции:glFogf(GL_FOG_START, 0.0f); - начальное местоположение от камеры, с которого начинает действовать туман.glFogf(GL_FOG_END, 100.0f); - расстояние на котором действие тумана заканчивается. Указание конкретных расстоянии, нужно для получения различных эффектов и оптимизации расчетов при выводе графического изображения.//-----------------------------Настройки тумана----------------------------------------------------glEnable(GL_FOG); // Включает туман (GL_FOG)glFogi(GL_FOG_MODE, fogMode[fogfilter]);// Выбираем тип туманаglFogfv(GL_FOG_COLOR, fogColor); // Устанавливаем цвет туманаglFogf(GL_FOG_DENSITY, 0.009f); // Насколько густым будет туманglHint(GL_FOG_HINT, GL_DONT_CARE); // Вспомогательная установка туманаglFogf(GL_FOG_START, 0.0f); // Глубина, с которой начинается туманglFogf(GL_FOG_END, 100.0f); // Глубина, где туман заканчивается.Листинг 7.Функция рисования лабиринта.Создание сложных спецэффектов таких как: огонь, движение воды, взрывтребует нестандартного подхода. Данные явления моделируется с помощью системы частиц. По своей сути это можно представить как большое количество объемных точек или очень маленьких сфер, которые движутся в соответствии с определенным законом, которыми их наделяет разработчик. К примеру, для моделирования огня, требуется задать движение частиц и изменять цвет в пространстве, в зависимости от местонахождения. Чем ближе частицы к горячей части, они должны окрашиваться в ярко красный цвет, дальше от центра изменяется на синий цвет. Переходы должны быть. Для моделирования фонтана требуется, создать поток частиц, который движется вверх, и под действием сил гравитации обратно устремляется вниз. Первой задачей для осуществления данной операции, описываем частицу. Частица определяется следующими понятиямиэто – активность, жизнь, скорость угасания, цвет, текущее положение в пространстве, направление движение, и воздействия силы гравитации. typedefstruct// Структура частицы{boolactive; // Активность (Да/нет)floatlife; // Жизньfloatfade; // Скорость угасанияfloatr; // Красное значениеfloatg; // Зеленное значениеfloatb; // Синие значениеfloatx; // X позицияfloaty; // Y позицияfloatz; // Z позицияfloatxi; // X направлениеfloatyi; // Y направлениеfloatzi; // Z направлениеfloatxg; // X гравитацияfloatyg; // Y гравитацияfloatzg; // Z гравитация}particles;Листинг 8.Представление частицы.При моделировании системы частиц также требуется задания начальных значении месторасположения частиц. Изначально они могут находиться ниже уровни плоскости которая имитирует поверхность, а дальше они устремляются вверх до тех пор пока скорость не уменьшиться под влиянием гравитации. ЗАключениеВ процессе изучения библиотеки OpenGLи создания курсового проекта была получена практическая реализация приложения «Лабиринт», реализованы спецэффекты представляющие собой: «Туман» и «Фонтан».В курсовой работе исследованабиблиотека OpenGL и был получен практический опыт в реализации трехмерных сцен. Сложность построения объемных сцен представляет сложность в плане развития пространственного мышления и физического моделирования. Соответственно цели курсовой работы были достигнуты - получено работоспособное приложение,а также изучены следующие вопросы:Программирование графики в среде VisualStudioC++.Принципы создания приложения использующую трехмерную графику.Использование функции OpenGL.Моделирование спецэффектов.Создание управления сценой с помощью клавиатуры.Список литературы1. Боресков Расширения OpenGL (+ CD-ROM) / Боресков. - М.: БХВ-Петербург, 2014. - 925 c.2. Вельшенбах, М. Криптография на Си и С++ в действии. Учебное пособие / М. Вельшенбах. - М.: Триумф, 2014. - 462 c.3. Глория, Буэно Гарсия Обработка изображений с помощью OpenCV / Глория Буэно Гарсия и др. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 210 c.4. Горнаков, С. DirectX 9. Уроки программирования на C++ / С. Горнаков. - М.: БХВ-Петербург, 2010. - 400 c.5. Горнаков, Станислав Инструментальные средства программирования и отладки шейдеров в DirectX и OpenGL / Станислав Горнаков. - М.: БХВ-Петербург, 2017.- 215 c.6. Девис, Т. OpenGL. Руководство по программированию / Т. Девис, Д. Шрайнер, Дж. Нейдер, и др.. - М.: СПб: Питер, 2010. - 624 c.7. Дейтел, Х.М. Как программировать на С++ / Х.М. Дейтел, П.Дж. Дейтел. - М.: Бином; Издание 4-е, 2012. - 801 c.8. Карпов, Б. C++: специальный справочник / Б. Карпов, Т. Баранова. - М.: СПб: Питер, 2016. - 480 c.9. Крупник, Александр Самоучитель С++ / Александр Крупник. - М.: Питер, 2017. - 256 c.10. Культин, Н. C/C++ в задачах и примерах / Н. Культин. - М.: БХВ-Петербург, 2014. - 860 c.11. Лоудон, К. C++. Карманный справочник / К. Лоудон. - М.: Питер, 2017. - 224 c.12. Миллер, Том ManagedDirectX 9 с управляемым кодом. Программирование игр и графика (+ CD-ROM) / Том Миллер. - М.: КомБук, 2016. - 400 c.13. Панюкова, Т. А. Языки и методы программирования. Путеводитель по языку С++ / Т.А. Панюкова, А.В. Панюков. - М.: Либроком, 2015. - 216 c.14. Поляков, Алексей Программирование графики: GDI+ и DirectX (+ CD-ROM) / Алексей Поляков , Виталий Брусенцев. - М.: БХВ-  М.: БХВ-Петербург, 2010. - 360 c.