António Ramires Fernandes + Luís Paulo Santos - Computação Gráfica 08/09António Ramires Fernandes + Luís Paulo Santos - Computação Gráfica 08/09

Computação Gráfica

Geração de Geometria - Terrenos

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Mapas de Alturas

Intensidade por pixel pode representar uma altura numa grelha regular

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Terrenos a partir de Imagens

• Objectivo:– Dada uma imagem criar uma grelha regular em que a altura de

cada ponto da grelha corresponde à intensidade do pixel correspondente.

• Tarefas:

– Carregar a imagem– Criar a geometria do terreno

a partir da matriz de pixels extraída da imagem.

– Colocar todas as entidades domodelo na altura correcta

Carregar a Imagem - tgalib

• Em www.lighthouse3d.com é disponibilizado código para carregar TARGA (.TGA):

tgaInfo * tgaLoad(char *filename);

typedef struct {

int status;

unsigned char type, pixelDepth;

short int width, height;

unsigned char *imageData;

}tgaInfo;

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Alternativa: DevIL

• http://openil.sourceforge.net/“A full featured cross-platform image library”

• Abrir um ficheiro de imagem

ilInit();

ilGenImages(1,ima); // unsigned int ima[...]

ilBindImage(ima[0]);ilLoadImage(filename); // char *filename

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Alternativa: DevIL

• Aceder aos dados e informações da imagem

int width = ilGetInteger(IL_IMAGE_WIDTH);

int height = ilGetInteger(IL_IMAGE_HEIGHT);

unsigned char *imageData = ilGetData();

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Alternativa: DevIL

• Converter para escala de cinzentos

ilConvertImage(IL_LUMINANCE,IL_UNSIGNED_BYTE);

outras opções: IL_RGB, IL_RGBA

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Alternativa: DevIL

• Exemplo para carregar uma imagem:

unsigned int t;

ilGenImages(1,&t);

ilBindImage(t);

ilLoadImage("bla.jpg");

tw = ilGetInteger(IL_IMAGE_WIDTH);

th = ilGetInteger(IL_IMAGE_HEIGHT);

imgData = ilGetData();

Geração de geometria

• Gerar o terreno como uma strip de triângulos, sendo y dados pelo valor do h-map no ponto (xt,zt)

• Origem (0,0) no centro do mundo e canto do H-Map

• Atenção aos diferentes sistemas de eixos

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(0,0)Mundo

x

z H-Map

xt

zt

(0,0)

Geração de geometria

for (z=0 ; z < MapL-1 ; z++) { glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);

for (x=0 ; x < MapW ; x++) {

glVertex3f (x0+x, Map[x][z+1], z0-(z+1));

glVertex3f (x0+x, Map[x][z], z0-z); }

glEnd(); }

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(0,0)Mundo

x

z H-Map

xt

zt

(0,0)

Geometria: Display Lists

• Conjunto de comandos pré-compilados que podem ser reutilizados:// Create the id for the display listterrainDL = glGenLists(1);// create the display listglNewList(terrainDL,GL_COMPILE);

for (z=0 ; z < MapL-1 ; z++) {

glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);

for (x=0 ; x < MapW ; x++) {

glVertex3f (x0+x, Map[x][z+1], z0-(z+1));

glVertex3f (x0+x, Map[x][z], z0-z);

}

glEnd();

}

glEndList();

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Geometria: Display Lists

• Na função que desenha a cena (ex., renderScene()) basta chamar a display list:

glCallList (TerrainDL);

• Permite um aumento de desempenho significativo devido à pré-compilação dos comandos de especificação da geometria

• Uma display list pode ser alterada executando de novo glNewList() .. glEndList()

• Uma display list pode ser removida com glDeleteLists()

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Geometria: terrain.cpp

• O ficheiro terrain.cpp disponibiliza o esqueleto de código para:

– Carregar o h-map a partir e um ficheiro (usando tgaLoad())int terrainLoadImage (char *filename, int normals);

– Criar a display list devolvendo o seu ID int terrainCreateDL (float xOff, float yOff, float zOff);

– Dadas as coordenadas do mundo (x,z) devolver a respectiva altura de acordo com o height mapfloat terrainGetHeight (float x, float z);

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Exercício

• Adapte a aplicação desenvolvida nas sessões anteriores para que:– Carregue um height map e desenhe o terreno de acordo

com estes– Posicione os vários elementos (indios, cowboys, arvores,

tesouro) à altura apropriada– A câmara móvel faça surface following, isto é, se

desloque ao longo da superfície adaptando-se à respectiva altura

Interpolação bilinear

• As coordenadas no mundo são números reais, as coordenadas no mapa de textura são inteiros (melhor, o h-map só está definido para coordenadas inteiras)

• Solução: interpolação bilinear

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(x,z)

x1 x2z1

z2

xFrac

zFrac

hb

ha

x1 = int(x); xFrac = frac(x); x2 = x1+1;

z1 = int(z); zFrac = frac(z); z2 = z1+1;

ha = h(x1,z1)*(1-xFrac) + h(x2,z1)*xFrac;

hb = h(x1,z2)*(1-xFrac) + h(x2,z2)*xFrac;

h = há*(1-zFrac) + hb*zFrac;

Mapeamento

• Neste momento, a área do terreno é determinado pela resolução do h-map.Modifique o código de forma a que o utilizador possa indicar a resolução pretendida para o terreno, invocando a função terrainDim (int wWidth, int wLength);

• Note que para passar de coordenadas (x,z) do mundo para (xt, zt) do h-map deverá aplicar a função:

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)*2,2*(),(),(wLength

GridLengthzGridLengthGridWidth

wWidth

GridWidthxzxfztxt