OpenGL bunny코드 분석

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#include <windows.h>            #include <iostream.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <gl/glut.h>        #include <math.h>     #define PI  3.1415926     float   radius; float   theta; float   phi;     GLfloat light0_ambient[] =  {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f}; GLfloat light0_diffuse[] =  {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f}; GLfloat light0_specular[] =  {1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f}; GLfloat light0_position[] = {100.0f, 100.0f, 100.0f, 1.0f}; //GLfloat light0_position[] = {2.0f, 2.0f, 2.0f, 1.0f};         GLfloat light1_ambient[] =  {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f}; GLfloat light1_diffuse[] =  {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f}; GLfloat light1_specular[] =  {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f}; GLfloat light1_position[] = {10.0f, 10.0f, 100.0f, 0.0f}; //GLfloat light1_position[] = {0.0f, 0.0f, 10.0f, 0.0f};     GLfloat material0_ambient[] =  {0.2f, 1.0f, 0.5f, 1.0f}; GLfloat material0_diffuse[] =  {0.2f, 1.0f, 0.5f, 1.0f}; GLfloat material0_specular[] =  {1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f};         GLfloat     vertices[][3] = {     { -1.0, -1.0,  1.0 },   // 0      { -1.0,  1.0,  1.0 },   // 1     {  1.0,  1.0,  1.0 },   // 2     {  1.0, -1.0,  1.0 },   // 3     { -1.0, -1.0, -1.0 },   // 4     { -1.0,  1.0, -1.0 },   // 5     {  1.0,  1.0, -1.0 },   // 6     {  1.0, -1.0, -1.0 }};  // 7             // Color Setting GLfloat     colors[][3] = {     { 1.0, 0.0, 0.0 },  // red     { 1.0, 1.0, 1.0 },  // white     { 1.0, 1.0, 0.0 },  // yellow     { 0.0, 1.0, 0.0 },  // green     { 0.0, 0.0, 1.0 },  // blue     { 1.0, 0.0, 1.0 }}; // magenta         struct  vector2d{     float       x;     float       y; };     struct  vector3d{     float       x;     float       y;     float       z; };     struct  point2d{     float       x;     float       y; };     struct point3d{     float       x;     float       y;     float       z;     vector3d    normal; }; point3d *ver;     struct face3{     int         v1;     int         v2;     int         v3;     vector3d    normal; }; face3   *face;     int     v_no, f_no;     // Data Range float   bound_max_x, bound_min_x; float   bound_max_y, bound_min_y; float   bound_max_z, bound_min_z;     // Camera Rotation Parameters float   last_x, last_y; float   rotationX, rotationY;         // 파일을 읽어들이는 함수 void    file_load(void) {     char    *filename;     FILE    *fp1;         filename = "bunny1.txt"; //  filename = "head_new.txt"; //  filename = "hand_new.txt"; //  filename = "sculpture_new.txt";         // '읽기 형식'으로 filename이라는 이름을 가진 파일에 접근해 fp1(FILE객체)에 저장한다.     if ( (fp1 = fopen(filename, "r")) == NULL ) {         cout << " Can not compute \n";         exit(1);     }         fscanf(fp1,"%d",&v_no);     // vertex의 개수를 읽어 v_no에 저장     ver= new point3d[v_no];     // v_no 개수만큼 point3d 구조체 생성         // vertex를 읽어들인다.     for (int i = 0; i < v_no; i++) {         fscanf(fp1,"%f %f %f", &(ver[i].x),&(ver[i].y),&(ver[i].z));    // vertex(점)의 정보를 읽어서 저장                     if ( ver[i].x > bound_max_x )             bound_max_x = ver[i].x;         if ( ver[i].x < bound_min_x )             bound_min_x = ver[i].x;         if ( ver[i].y > bound_max_y )             bound_max_y = ver[i].y;         if ( ver[i].y < bound_min_y )             bound_min_y = ver[i].y;         if ( ver[i].z > bound_max_z )             bound_max_z = ver[i].z;         if ( ver[i].z < bound_min_z )             bound_min_z = ver[i].z;         }     fscanf(fp1,"%d",&f_no);     // face의 개수를 읽어 f_no에 저장     face = new face3[f_no];     // f_no 개수만큼 face3 구조체 생성         for ( i = 0; i < f_no; i++ )          fscanf(fp1,"%d %d %d", &(face[i].v1), &(face[i].v2), &(face[i].v3));    // face(면)의 정보를 읽어서 저장         fclose(fp1);        // 파일 스트림을 닫는다.(메모리 해제)     }     // 법선벡터를 정규화한다. 조명 효과를 적용하려면 // 모든 벡터는 정규화 과정을 거쳐야 한다. (단위 법선벡터 : 길이가 1인 법선벡터) vector3d    Normalization (vector3d p) {     float   mag;         mag = sqrt(p.x*p.x + p.y*p.y + p.z*p.z);     p.x /= mag;     p.y /= mag;     p.z /= mag;         return  p; }     // 벡터 크로스곱. 두 개의 벡터를 가지고 크로스곱을 적용하면 // 외적(법선벡터)가 나온다. 법선벡터는 두 벡터에 대한 수직인 벡터이다. vector3d    Cross_Product(vector3d U, vector3d V) {     vector3d cross;         // 외적(법선벡터)을 구한다.     cross.x =         U.y * V.z - U.z * V.y ;     cross.y = -1.0 * (U.x * V.z - U.z * V.x) ;     cross.z =         U.x * V.y - U.y * V.x ;         return  Normalization(cross);       // 계산하기 편한 정규화 적용 }         // 표면의 벡터 외적(법선벡터) 계산. 벡터의 외적은 주로 곡면 또는 평면의 // 한 점에 대해 서로 다른 두 접선 벡터가 주어질 때, 그 표면에 수직한 // 법선 벡터를 구하는 사용한다. 외적은 크로스곱으로 구함. // 지엘에선 정점에 의해 둘러싸인 면이 광원을 향한 면인지 // 안쪽면인지 알 방법이 없다. 그래서 법선 벡터를 구해야하는데 // 법선 벡터를 구하기 위해서는 면의 외적을 구해야한다. void face_normal_comtutation(void) {         vector3d    U, V;     int         first, second, third;         // 세 점을 이용해 두 개의 벡터를 구한다.     for ( int j = 0; j < f_no; j++ ) {         first  = face[j].v1;         second = face[j].v2;          third  = face[j].v3;             U.x = ver[third].x - ver[second].x;         U.y = ver[third].y - ver[second].y;         U.z = ver[third].z - ver[second].z;             V.x = ver[first].x - ver[second].x;         V.y = ver[first].y - ver[second].y;         V.z = ver[first].z - ver[second].z;             face[j].normal = Cross_Product(U, V);   // 두 개의 벡터를 가지고 크로스곱으로 외적(법선벡터)을 구한다.     } }     // 벡터의 크기를 구한다. float   Vector_Magnitude(vector3d U) {      return(sqrt(U.x*U.x + U.y*U.y + U.z*U.z)); }     // 정점의 법선벡터 계산하고 정규화를 적용한다. // 다각형 면의 법선벡터를 구하는 것과 이를 기준으로 최종적으로  // 다각형 정점에서의 법선 벡터를 구해야 라이팅을 적용할 수 있다. void vertex_normal_comtutation(void) {     vector3d    temp_normal;     int         *index;     int         count;         for ( int i = 0 ; i < v_no; i++ ) {      // 점의 개수만큼 증가         index = new int[100];         count = 0;         for ( int j = 0; j < f_no; j++ ) {   // 면의 개수만큼 증가             if ( i == face[j].v1 || i == face[j].v2 || i == face[j].v3 ) {                 index[count] = j;                 count++;             }         }         temp_normal.x = 0.0;         temp_normal.y = 0.0;         temp_normal.z = 0.0;         for ( int k = 0; k < count ; k++ ) {             temp_normal.x += face[index[k]].normal.x;             temp_normal.y += face[index[k]].normal.y;             temp_normal.z += face[index[k]].normal.z;         }         temp_normal.x /= count;         temp_normal.y /= count;         temp_normal.z /= count;             ver[i].normal = Normalization(temp_normal);                 delete(index);     } }     // 오브젝트를 그린다. void draw_object(void) {     glPointSize(5.0);     for ( int i = 0; i < f_no; i++ ) {         glBegin(GL_POLYGON);         //  glBegin(GL_POINTS);             glNormal3f(ver[face[i].v1].normal.x,ver[face[i].v1].normal.y,   ver[face[i].v1].normal.z );     // 법선벡터 정의             glVertex3f(ver[face[i].v1].x,       ver[face[i].v1].y,          ver[face[i].v1].z );            // 점의 위치                             glNormal3f(ver[face[i].v2].normal.x,ver[face[i].v2].normal.y,   ver[face[i].v2].normal.z );             glVertex3f(ver[face[i].v2].x,       ver[face[i].v2].y,          ver[face[i].v2].z );                             glNormal3f(ver[face[i].v3].normal.x,ver[face[i].v3].normal.y,   ver[face[i].v3].normal.z );             glVertex3f(ver[face[i].v3].x,       ver[face[i].v3].y,          ver[face[i].v3].z );         glEnd();     } }     // 초기화 void init (void) {     glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0) ;     // 배경색 초기화     glColor3f(1.0, 1.0, 0.0);     radius = 1.5;     theta = 0.0;     phi = 0.0;             glEnable(GL_DEPTH_TEST);                // 깊이감 부여. 깊이 정보에 따라 그리게 해준다.     bound_max_x = -1000;     bound_min_x =  1000;     bound_max_y = -1000;     bound_min_y =  1000;     bound_max_z = -1000;     bound_min_z =  1000;         file_load();                     face_normal_comtutation();      // 표면에 대한 법선 벡터를 계산하고 정규화를 적용한다.             vertex_normal_comtutation();    // 정점에 대한 법선 벡터를 계산하고 정규화를 적용한다.                     last_x = 0;     last_y = 0;     rotationX = 0.0;     rotationY = 0.0;         glShadeModel(GL_SMOOTH);         //  glShadeModel(GL_FLAT);         glEnable(GL_LIGHTING);          // 조명기능 활성화     glEnable(GL_LIGHT0);            // 0번 조명을 사용한다.         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light0_ambient);       // 주변광 적용     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light0_diffuse);       // 분산광 적용     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light0_specular);     // 경면광 적용     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light0_position);     // 광원 위치 설정     /*  glEnable(GL_LIGHT1);     glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, light1_ambient);     glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, light1_diffuse);     glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, light1_specular);     glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, light1_position);         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, material0_ambient);     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, material0_diffuse);     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, material0_specular); */ }     void reshape (int w, int h) {     glViewport(0, 0, w, h);     glMatrixMode (GL_PROJECTION);               // GL_PROJECTION 이후에 나오는 행렬 관련 함수들은 모두                                                 // 투영행렬 대상으로 적용된다. 즉, 만들어진 물체들이                                                  // 최종적으로 어떻게 화면에 뿌릴 것인가를 정의한다.                                                 // 직교투영과 원근투영이 있다.             glLoadIdentity();                           // 프로젝트 행렬(해당 모드의 행렬)을 단위행렬로 초기화 //  glOrtho(-100.0, 100.0, -100.0, 100.0, -100.0, 1000);     gluPerspective(45.0, 1.0, 1.0, 1000);       // 원근좌표계(투영) 적용. 관측공간 설정.     }     void display (void) {     // Camera Setting     float   x, y, z;     float   dx, dy, dz;     float   cx, cy, cz;     float   distance ;          glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);     glMatrixMode (GL_MODELVIEW);    // 3차원 공간에서 물체의 실제적인 위치를 지정해주는 모드.     glLoadIdentity();               // 모델뷰 행렬을 단위행렬로 초기화         // 초점(Focus) 계산     cx = (bound_max_x + bound_min_x)/2.0;     cy = (bound_max_y + bound_min_y)/2.0;     cz = (bound_max_z + bound_min_z)/2.0;             // 카메라의 위치 계산     dx = (bound_max_x - bound_min_x)/2.0;     dy = (bound_max_y - bound_min_y)/2.0;     dz = (bound_max_z - bound_min_z)/2.0;     distance = 2.0 * sqrt(dx*dx + dy*dy + dz*dz);     x = distance * cos(phi) * cos(theta);     y = distance * cos(phi) * sin(theta);     z = distance * sin(phi);         gluLookAt(x, y, z, cx, cy, cz, 0.0, 0.0, 1.0);      // 카메라의 위치, 초점, 상향벡터                 light0_position[0] = x;     light0_position[1] = y;     light0_position[2] = z;     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light0_position);             /*     glBegin(GL_LINES);         glColor3f(1.0, 0.0, 0.0); // x축          glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0);         glVertex3f(1000.0, 0.0, 0.0);             glColor3f(0.0, 1.0, 0.0); // y축          glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0);         glVertex3f(0.0, 1000.0, 0.0);             glColor3f(0.0, 0.0, 1.0); // z축          glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0);         glVertex3f(0.0, 0.0, 1000.0);     glEnd(); */     // 오브젝트를 약간 회전시켜서 그린다.     glRotatef(rotationY, 0.0, 1.0, 0.0);     glRotatef(rotationX, 1.0, 0.0, 0.0);     draw_object();             glFlush ();             // 큐에 담겨져 기다리고 있던 명령을 실행     glutSwapBuffers();      // 더블버퍼 }     // 마우스 움직일때  void myGlutMotion(int x, int y ) {   rotationX += (float) (y - last_y);   rotationY += (float) (x - last_x);       last_x = x;   last_y = y;       glutPostRedisplay();      // 화면 다시 그리기 }     // 마우스로 클릭할때  void myGlutMouse(int button, int button_state, int x, int y ) {   if ( button == GLUT_LEFT_BUTTON && button_state == GLUT_DOWN ) {     last_x = x;     last_y = y;   } }     // 특수키 void SpecialKey( int key, int x, int y) {     switch (key) {     case GLUT_KEY_LEFT :    theta -= 0.1;       // 카메라 각도 이동                             break;     case GLUT_KEY_RIGHT :   theta += 0.1;                             break;     case GLUT_KEY_UP :      phi += 0.1;                             break;     case GLUT_KEY_DOWN :    phi -= 0.1;                             break;     default :               break;     }     if ( theta > 2.0 * PI )          theta -= (2.0 * PI);     else if ( theta < 0.0 )         theta += (2.0 * PI);     }     void main (int argc, char** argv) {     glutInit (&argc, argv);         glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);      // 디스플레이 모드 초기화     glutInitWindowPosition (100, 100);                                   glutInitWindowSize (500, 500);                                       glutCreateWindow ("Bunny");           glutDisplayFunc (display);              // 디스플레이 콜백함수 설정     glutReshapeFunc (reshape);              // 창의 위치, 크기가 변경 될때의 콜백함수 설정     glutSpecialFunc(SpecialKey);            // 특수키 콜백함수 설정     glutMouseFunc(myGlutMouse);             // 마우스 콜백함수 설정     glutMotionFunc(myGlutMotion);           // 마우스를 눌린 상태에서 포인터가 움직이는 경우 호출할 콜백함수 등록     glutIdleFunc(display);                  // 이벤트가 없을 경우 호출할 콜백함수 등록     init();                  glutMainLoop();         // 이벤트 진입 함수 }