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使用opengl實現一個簡易的robot模擬

阿新 • • 發佈：2019-01-19
#include <gl/glut.h>   
#include <stdio.h>    
#include <string.h>    
#include <stdlib.h>   
#include <math.h> 
/*
作者：chenjieb520
*1、顯示場景，並在指定視線方向觀察顯示場景，並在指定視線方向觀察顯示場景，並在指定視線方向觀察
    能夠藉助鍵盤或鼠，能夠藉助鍵盤或鼠，能夠藉助鍵盤或鼠
    標互動動態觀察場景。標互動動態觀察場景。標互動動態觀察場景。
  
*2、渲染的實現，至少實現兩種區域性光渲染的實現和一種全域性光照模型
*/  
/*
 *機器人運動時 動作轉化
 */
static int shoulder1 = 0;
static int shoulder2 = 0;
static int hand=0;
static int turn1=0;
static int tag=0; 


static int turn=0 ;//轉彎
static float forward=0;//前進
static float elbow = 0 ,z=0;  
int w;   
int h;   
int font=(int)GLUT_BITMAP_8_BY_13;   
char s[30];   
int frame,timeOwn,timebase=0;


static GLfloat xRot = 0.0f;
static GLfloat yRot = 0.0f;
//是否停止轉動
bool  IsStop=false;    
//光照  使用光源
GLfloatlightPos[] = { 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f };
GLfloat  specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f};//反射光
GLfloat  specref[] =  { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };//a
GLfloat  ambientLight[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};//環繞光
GLfloat  spotDir[] = { 0.0f, 0.0f, -1.0f };
GLboolean bEdgeFlag = TRUE;




void showText(void);   
void resetPerspectiveProjection() ;    
void setOrthographicProjection() ;   
void Something();
void renderBitmapString(float x, float y, void *font,char *string);    
//設定背景
void SetupRC(void)  
{
glEnable(GL_CULL_FACE);
glEnable(GL_LIGHTING);
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight);
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,ambientLight);
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,specular);
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,lightPos);


glLightf(GL_LIGHT0,GL_SPOT_CUTOFF,30.0f);
glLightf(GL_LIGHT0,GL_SPOT_EXPONENT,20.0f);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
glColorMaterial(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);


glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR,specref);
glMateriali(GL_FRONT, GL_SHININESS,8);
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f );
}  
  
void display(void)  
{  
   glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
   glShadeModel(GL_SMOOTH);
   if (IsStop==false)
   {
  turn = (turn - 5) % 360; 
  if (forward<2)
  {
  turn1=turn;  
  forward = forward -0.04*sin((GLfloat)turn1/360*3.14*2);  
  z=z-0.05*cos((GLfloat)turn1/360*3.14*2);  
  
  if(tag==0){  
  shoulder1 = (shoulder1 + 1);  
  shoulder2 = (shoulder2 - 1);  
  if(shoulder1>=0){elbow=elbow-1.2;}  
  else{elbow=elbow+1.2;}  
  }  
  else  
  {  
  shoulder1 = (shoulder1 - 1);  
  shoulder2 = (shoulder2 + 1);  
  if(shoulder1>=0){elbow=elbow+1.25;}  
  else{elbow=elbow-1.2;}  
  }  
  if(shoulder1>30){  
  tag=1;  
  }  
  if(shoulder1<-30){  
  tag=0; 
  }  
  }else 
  {
  turn1=turn;  
  forward = forward +0.04*sin((GLfloat)turn1/360*3.14*2);  
  z=z+0.05*cos((GLfloat)turn1/360*3.14*2); 
  if(tag==0){  
  shoulder1 = (shoulder1 - 1);  
  shoulder2 = (shoulder2 + 1);  
  }  
  else  
  {  
  shoulder1 = (shoulder1 + 1);  
  shoulder2 = (shoulder2 - 1);  
  }  
  if(shoulder1>30)
  {  
  tag=0;  
  }  
  if(shoulder1<-30)
  {  
  tag=1; 
  }  
  }
   }
   //
   glBegin(GL_QUADS);
   glColor3ub(0,32,0);
   glVertex3f(8.0f, -3.0f, -4.0f);
   glVertex3f(-8.0f, -3.0f, -4.0f);
   glColor3ub(0,255,0);
   glVertex3f(-8.0f, -3.0f, 4.0f);
   glVertex3f(8.0f, -3.0f, 4.0f);
   glEnd();


   //機器人運動
   glPushMatrix();  
       glTranslatef (forward,0.0,z); //前進  
       glRotatef ((GLfloat) turn, 0.0, 1.0, 0.0); 
  Something();


       glTranslatef (0.375,0.0, 0.0);//提起右大腿
       glRotatef ((GLfloat) shoulder2, 1.0, 0.0, 0.0); 


  glPushMatrix();
  glRotatef(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
  glRotatef(xRot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
  glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,lightPos);
  glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPOT_DIRECTION,spotDir);
  //畫一個光源
  glColor3ub(255,0,0); 
  glTranslatef(lightPos[0],lightPos[1],lightPos[2]);


       glutSolidCone(0.3f,0.3f,10,10);
  glPushAttrib(GL_LIGHTING_BIT);
  glDisable(GL_LIGHTING);
  glColor3ub(255,255,0);
  glutSolidSphere(0.1f,10.0f,10);
  glPopAttrib();
       glPopMatrix();


       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);   
       glColor3f(0.8,1.0,0.2);   
       glPushMatrix();
       glScalef (0.5, 1.0, 0.5);
       glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
   
       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);//提起右小腿   
       glRotatef ((GLfloat) elbow, 1.0, 0.0, 0.0);  
       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);  
      
       glColor3f(0.5,0.1,0.8);        
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.5, 1.0, 0.5);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
   
       glTranslatef (0.0, -0.5, -0.1);//右腳   
       glColor3f(0.5,0.2,1.0);     
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.5, 0.1, 0.7);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
    glPopMatrix ();   
   
    glPushMatrix();  
       glTranslatef (forward,0.0,z);   
       glRotatef ((GLfloat) turn, 0.0, 1.0, 0.0);   
   
       glTranslatef (-0.375, 0.0, 0.0);//左大腿   
       glRotatef ((GLfloat) shoulder1, 1.0, 0.0, 0.0);  
       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);   
   
       glColor3f(0.8,1.0,0.2);   
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.5, 1.0, 0.5);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
   
   
       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);//左小腿   
       glRotatef ((GLfloat) elbow, 1.0, 0.0, 0.0);  
       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);  
      
       glColor3f(0.5,0.1,0.8);   
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.5, 1.0, 0.5);//縮放四方體
           glutSolidCube(1.0);//畫四方體  
       glPopMatrix();   
       glTranslatef (0.0, -0.5, -0.1);//左腳   
       glColor3f(0.5,0.2,1.0);   
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.5, 0.1, 0.7);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
   
   glPopMatrix();   
          
   glPushMatrix();   
       glTranslatef (forward,0.0,z);   
       glRotatef ((GLfloat) turn, 0.0, 1.0, 0.0);  
         
       glTranslatef (0.0, 1.0,  0.0);//軀幹   
          
       glColor3f(0.5,0.5,1.0);   
       glPushMatrix();  
           glScalef (1.4, 2.0, 0.5);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
   
          
       glTranslatef (0.0, 1.25, 0.0);//頭   
       glColor3f(1.0,0.3,0.2);   
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.5, 0.5, 0.5);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
   
   glPopMatrix();   
          
   glPushMatrix();   
       glTranslatef (forward,0.0,z);   
       glRotatef ((GLfloat) turn, 0.0, 1.0, 0.0);  
          
    
       glTranslatef (0.85, 1.75, 0.0);//右臂   
       glRotatef ((GLfloat) shoulder1, 1.0, 0.0, 0.0);  
       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);  
      
       glColor3f(1.0,0.0,1.0);      
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.3, 1.3, 0.4);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   
   
   glPopMatrix();   
   glPushMatrix();   
       glTranslatef (forward,0.0,z);   
       glRotatef ((GLfloat) turn, 0.0, 1.0, 0.0);  
          
       glTranslatef (-0.85, 1.75, 0.0);//左臂   
       glRotatef ((GLfloat) shoulder2, 1.0, 0.0, 0.0);  
       glTranslatef (0.0, -0.5, 0.0);  
      
       glColor3f(1.0,0.0,1.0);   
       glPushMatrix();  
           glScalef (0.3, 1.3, 0.4);  
           glutSolidCube(1.0);  
       glPopMatrix();   


   glPopMatrix();   


   glutSwapBuffers();  
}     
//隨便畫一些小東西
void  Something()
{
glPushMatrix();
glRotatef(xRot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
glRotatef(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
glTranslatef(0,-3.5f,0);
glutWireSphere(2.0f,50,50);
glutWireTorus(0.3f, 1.0f,50,50);
glutWireCone(0.30f, 1.1f, 20, 20);
glPopMatrix();
}
void renderBitmapString(float x, float y, void *font,char *string)   
{   
  char *c;   
  glRasterPos2f(x, y);   
  for (c=string; *c != '\0'; c++) {   
    glutBitmapCharacter(font, *c);   
  }   
}   
  
void reshape (int w1, int h1)  
{   
    w=w1;   
    h=h1;  
   glViewport (0, 0, (GLsizei) w1, (GLsizei) h1);   
   glMatrixMode (GL_PROJECTION);  
   glLoadIdentity ();  
   gluPerspective(65.0, (GLfloat) w1/(GLfloat) h1, 1.0, 20.0);  
   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);  
   glLoadIdentity();  
   glTranslatef (0.0, 0.0, -8.0);  
}  
  
void keyboard (unsigned char key, int x, int y)  
{  
   switch (key) {  
      case 'w': //向後走 
         turn1=turn;  
         forward = forward -0.04*sin((GLfloat)turn1/360*3.14*2);  
         z=z-0.05*cos((GLfloat)turn1/360*3.14*2);  
           
         if(tag==0){  
             shoulder1 = (shoulder1 + 1);  
             shoulder2 = (shoulder2 - 1);  
             if(shoulder1>=0){elbow=elbow-1.2;}  
             else{elbow=elbow+1.2;}  
         }  
         else  
         {  
             shoulder1 = (shoulder1 - 1);  
             shoulder2 = (shoulder2 + 1);  
             if(shoulder1>=0){elbow=elbow+1.25;}  
             else{elbow=elbow-1.2;}  
         }  
         if(shoulder1>30){  
             tag=1;  
         }  
         if(shoulder1<-30){  
             tag=0;  
         }  
IsStop=true;
         glutPostRedisplay();  
         break;  
      case 's': //向前走 
         turn1=turn;  
         forward = forward +0.04*sin((GLfloat)turn1/360*3.14*2);  
         z=z+0.05*cos((GLfloat)turn1/360*3.14*2); 
         if(tag==0){  
             shoulder1 = (shoulder1 - 1);  
             shoulder2 = (shoulder2 + 1);  
         }  
         else  
         {  
             shoulder1 = (shoulder1 + 1);  
             shoulder2 = (shoulder2 - 1);  
         }  
         if(shoulder1>30){  
             tag=0;  
         }  
         if(shoulder1<-30){  
             tag=1;  
         }  
IsStop=true;
         glutPostRedisplay();  
         break;  
      case 'd'://右轉
         turn = (turn - 5) % 360;  
         glutPostRedisplay(); 
IsStop=true;
         break;  
      case 'a'://左轉
         turn = (turn + 5) % 360;  
         glutPostRedisplay();
IsStop=true;
         break;  
      case 'l':  
         shoulder1 = (shoulder1 + 2) % 360;  
         shoulder2 = (shoulder2 - 4) % 360;  
         glutPostRedisplay();  
IsStop=true;
         break;  
      case 'L':  
         shoulder1 = (shoulder1 - 5) % 360;  
         shoulder2 = (shoulder2 + 10) % 360;  
         glutPostRedisplay(); 
IsStop=true;
         break;  
 case 'P':
 IsStop=false;
 break;
 case 'p':
 IsStop=false;
 break;
      case 27:  
         exit(0);  
         break;  
      default:  
         break;  
   }  
}   
//設定視覺角度  
void setOrthographicProjection()    
{   
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);   
    glPushMatrix();   
    glLoadIdentity();   
    gluOrtho2D(0, w, 0, h);   
    glScalef(1, -1, 1);   
    glTranslatef(0, -h, 0);   
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);   
}   
void resetPerspectiveProjection()    
{   
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);   
    glPopMatrix();   
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);   
}
//光源的座標變化
void SpecialKeys(int key, int x, int y)
{
if(key == GLUT_KEY_UP)
xRot-= 5.0f;
if(key == GLUT_KEY_DOWN)
xRot += 5.0f;
if(key == GLUT_KEY_LEFT)
yRot -= 5.0f;
if(key == GLUT_KEY_RIGHT)
yRot += 5.0f;
if(key > 356.0f)
xRot = 0.0f;
if(key < -1.0f)
xRot = 355.0f;
if(key > 356.0f)
yRot = 0.0f;
if(key < -1.0f)
yRot = 355.0f;
glutPostRedisplay();
} 
//滑鼠事件
void Mouse(int button,int state, int x, int y)      
{
    if (state == GLUT_DOWN)//滑鼠按下
{
if (x<0)
{
//向左旋轉
yRot -= 5.0f;
}else if (x>=0)
{
//向右旋轉
yRot += 5.0f;
}else if (y>=0)
{
//向上旋轉
xRot-= 5.0f;
}else if (y<0)
{
//向下旋轉
xRot += 5.0f;
}
if(xRot> 356.0f)
xRot = 0.0f;
if(xRot < -1.0f)
xRot = 355.0f;
if(yRot > 356.0f)
yRot = 0.0f;
if(yRot < -1.0f)
yRot = 355.0f;
glutPostRedisplay();
}
}
//時間函式,定時重新整理
void TimerFunction(int value)
{
display();
    glutPostRedisplay();
glutTimerFunc(33,TimerFunction, 1);
}
//主函式
int main(int argc, char** argv)  
{  
   glutInit(&argc, argv);  
   glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);  
   glutInitWindowSize (800, 600);   
   glutInitWindowPosition (100, 100);  
   glutCreateWindow("機器人 按W向前走  按s向後走   按a向左轉  按d向右轉   按p可以自行轉動");
   SetupRC(); 
   glutDisplayFunc(display);   
   glutReshapeFunc(reshape);  
   glutKeyboardFunc(keyboard);
   glutSpecialFunc(SpecialKeys);
   glutMouseFunc(Mouse);
   glutTimerFunc(33, TimerFunction, 1);
  // glutIdleFunc(display); 
   
   glutMainLoop();  
   return 0;  
}  

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