2022年6月7日 星期二

Ucc的week16上課筆記~

# Week16
 ## 電腦圖學 Week16 2022-06-07
```
1. 主題: 內插、動作內插
2. 主題: 攝影機、運鏡 
3. 實作: gluLookAt()
```
## step01-1 Alpha內插公式    =>   alpha: 0.0~1.0
>>> angle=alpha*新+(1-alpha)*舊
```
ex.
-  alpha:0  =>  舊
-  alpha:0.5  =>半新半就
-  alpha:1  =>新
可以使用Excel or Google Spreadsheet 來做
```

## step01-2 用程式試試看(●´ω`●)ゞ
>>> 使用上週 week15_angles_TRT_again 改動
```C
1.File-New-Project-GLUT專案-week16_interpolation 內插
2.複製程式=>執行=>mouse motion改動作,按s存檔一行關節動作*4次
3.按r之後發現動作不連續
```
## 改造程式碼
```C
1.void myInterpolate(float alpha)
2.一樣按s儲存每個動作
3.按下p可以逐步計算內插,做新舊角度交換
    if(key=='p'){///play
            if(t%30==0) myRead();///介於0.0~1.0
            myInterpolate((t%30)/30.0);
            glutPostRedisplay();
            t++;
        }
=>>動畫變得更順👍👍
```

## step02-1 讓動畫跑得更順(將myInterpolate在timer裡呼叫)
```
1.透過上一節課的程式碼進行修改
2.將原本的一直按著p改成按一次p可以自動重複撥放
3.timer計時器可以設定幾秒撥一次動畫
4.%50的原因是因為這樣計算下來每1秒會跑一格動畫
```
## 目前程式碼
```C
///week15修改自week14_angles_fprintf
///week16_interpolation
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
float angle[20],oldX=0;
int angleID=0;
FILE * fout=NULL, * fin = NULL;
void myWrite()
{///每呼叫一次myWrite
    if(fout == NULL)fout=fopen("file.txt","w+");

    for(int i = 0;i<20;i++)
    {
        printf("%.1f ",angle[i]);///小黑印出來
        fprintf(fout,"%.1f ",angle[i]);///檔案印出來
    }///這裡老師沒有fclose
    printf("\n");///小黑印出跳行
    fprintf(fout,"\n");///檔案跳行
}
float NewAngle[20],OldAngle[20];
void myRead()
{
    if(fout!=NULL){fclose(fout); fout=NULL;}
    if(fin==NULL) fin=fopen("file.txt","r");
    for(int i=0;i<20;i++)
    {
        OldAngle[i]=NewAngle[i];///原來新的變舊
        fscanf(fin,"%f",&NewAngle[i]);///得到新角度
        ///fscanf(fin,"%f",&angle[i]);
    }
    glutPostRedisplay();///重劃畫面
}
void myInterpolate(float alpha)
{
    for(int i=0;i<20;i++)
    {
        angle[i]=alpha*NewAngle[i]+(1-alpha)*OldAngle[i];
    }
}
void timer (int t)
{  if(t%50==0) myRead();
    myInterpolate((t%50)/50.0);
    glutPostRedisplay();
    glutTimerFunc(20,timer,t+1);
}
///int t=0;
void keyboard(unsigned char key,int x,int y)
{
    if(key=='p'){///play
            myRead();
            glutTimerFunc(0,timer,0);
        ///if(t%30==0) myRead();///介於0.0~1.0
        ///myInterpolate((t%30)/30.0);
        ///glutPostRedisplay();
        ///t++;
    }
    if(key=='s') myWrite();///調好動作才save存檔
    if(key=='r') myRead();
    if(key=='0') angleID=0;
    if(key=='1') angleID=1;
    if(key=='2') angleID=2;
    if(key=='3') angleID=3;
}
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();
}
 void display()
 {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glColor3f(1,1,1);
    glRectf(0.3,0.5,-0.3,-0.5);

    glPushMatrix();
        glTranslatef(0.3,0.4,0);
        glRotatef(angle[0],0,0,1);
        glTranslatef(-0.3,-0.4,0);
        glColor3f(1,0,0);
        glRectf(0.3,0.5,0.7,0.3);
        glPushMatrix();
            glTranslatef(0.7,0.4,0);
            glRotatef(angle[1],0,0,1);
            glTranslatef(-0.7,-0.4,0);
            glColor3f(0,1,0);
            glRectf(0.7,0.5,1.0,0.3);
        glPopMatrix();
    glPopMatrix();

        glPushMatrix();
            glTranslatef(-0.3,0.4,0);
            glRotatef(angle[2],0,0,1);
            glTranslatef(0.3,-0.4,0);
            glColor3f(1,0,0);
            glRectf(-0.3,0.5,-0.7,0.3);

            glPushMatrix();
                glTranslatef(-0.7,0.4,0);
                glRotatef(angle[3],0,0,1);
                glTranslatef(0.7,-0.4,0);
                glColor3f(0,1,0);
                glRectf(-0.7,0.5,-1.0,0.3);
            glPopMatrix();
    glPopMatrix();
    glutSwapBuffers();
 }
 int main(int argc, char *argv[])
 {
    glutInit(&argc,argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_DEPTH);
    glutCreateWindow("week16_interpolation");
    glutMouseFunc(mouse);
    glutMotionFunc(motion);
    glutKeyboardFunc(keyboard);
    glutDisplayFunc(display);

    glutMainLoop();
 }

```

## Step02-2 運鏡
```
eye=>眼睛座標位置
center=>看哪裡位置
up=>向量(攝影機指向的地方)
謝謝老師熱情的代入教學
```

##  Step03-1 保持長寬比
>>> 不會變形
```
1.File-New-Project-GLUT專案-week16_camera_projection_GlutLookat
2.備份177行範例,透過那段程式進行修改
3.aspect ratio 長寬比(左寬右高) ex.1920x1080 1280x720 640x480,16:9,4:3....
```

## 在做一些改動
```
1.新增void motion函式
2.原本視角固定在0,0,3的位置=>(x-150)/150.0,(y-150)/150.0,3, ///eye
   (透過滑鼠的滑動做出視窗的轉變)
```
## 現在程式碼
```C
#include <GL/glut.h>
void reshape(int w,int h){///不能 整數除
    float ar = (float) w/(float) h;
    glViewport(0,0,w,h);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);///3D變2D
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(60,ar,0.1,100);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);///3D Model+view
    glLoadIdentity();
    gluLookAt(0,0,3, ///eye
              0,0,0, ///center看哪裡
              0,1,0);///up向量
}
void display()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glutSolidTeapot(1);
    glutSwapBuffers();
}
void motion(int x,int y)
{
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);///3D Model+view
    glLoadIdentity();
    gluLookAt((x-150)/150.0,(y-150)/150.0,3, ///eye
              0,0,0, ///center看哪裡
              0,1,0);///up向量
    glutPostRedisplay();///重劃畫面
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
    glutCreateWindow("week16 camera");
    glutDisplayFunc(display);
    glutMotionFunc(motion);
    glutReshapeFunc(reshape);///範例是resize
    glutMainLoop();

}

```




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