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具有開始/結束角度問題的OpenGL橢圓

2022-02-25 00:01:08 軟體工程

我在使用 OpenGL 繪制橢圓物件時遇到問題(確切地說是 sharpgl,因為它與 WPF 配合得很好)。

現在我正在使用這段代碼(角度以度為單位):

gl.Begin(OpenGL.GL_LINE_STRIP);
gl.Color(colorR, colorG, colorB, alfa);
for (double i = angleStart; i <= angleEnd;   i)
{
    double angleCurrent = Math.PI * i / 180;

    double dx = radiusX * Math.Cos(angleCurrent);
    double dy = radiusY * Math.Sin(angleCurrent);

    gl.Vertex(dx   ellipseMiddleCoordX, dy   ellipseMiddleCoordY, 0);
}

gl.End();

它在繪制角度為 0、90、180、270、360 ( ) 的圓(即radiusX = radiusY)和橢圓時可以 100% 正常作業radiusX != radiusY

但是,radiusX != radiusY例如,它并不能很好地完成作業angleStart = 30; angleEnd = 70

它對上面的例子做了什么,它首先畫一個圓,應用角度,然后重新計算 X/Y 半徑。這給出了不正確的結果,因為我期望這樣的事情:

具有開始/結束角度問題的 OpenGL 橢圓

其中紅色 = 預期行為,黃色 = 上面的代碼,灰色 = 角度的附加線

我對如何解決這個問題感到很迷茫。

PS 是的 - 我知道那些gl.Begin/gl.End是過時的函式,但我仍然無法掌握 OGL 的完整概念,而且我的大部分程式只是數學。

uj5u.com熱心網友回復:

這是因為橢圓引數角不是幾何角,因為它被每個軸上的不同比例(半徑)扭曲。請參閱這些相關的 QA 以獲得一些靈感:

  • 具有開始/結束角度問題的 OpenGL 橢圓

    如您所見,角度在整個圓周上匹配(藍色弧線與黃線對齊)......

    The function float ellipse_angle(float rx,float ry,float ang) will return elliptic parametric angle that corresponds to geometric angle ang on axis aligned ellipse with half axises rx,ry.

    There are quite a few things that can improve speed of this like using rx/ry and scaling just one axis, precompute the angle constants etc.

    [Edit1] slightly better code

    using aspect ratio and render is changed too for better visual check

    //---------------------------------------------------------------------------
    const float pi2=2.0*M_PI;
    const float deg=M_PI/180.0;
    //---------------------------------------------------------------------------
    float ellipse_angle(float rx,float ry,float ang)    // geometrical angle [rad] -> ellipse parametric angle [rad]
        {
        float da,ea,ga,aspect;
        aspect=rx/ry;                                   // aspect ratio for speed up
        ang=fmod(ang,pi2);                              // normalize to <0,pi2>
        ea=ang;                                         // start elliptic angle
        ga=atan2(sin(ea),aspect*cos(ea));               // compute geometrical angle from it
        if (ga<0.0) ga =pi2;                            // normalize to <0,pi2>
        if (ga<=ang)                                    // ea >= ang
            {
            da=90.0*deg-fmod(ang,90.0*deg);             // range to search
            da*=0.5;
            for (ea=ang;da>1e-10;da*=0.5)               // binary search
                {
                ea =da;                                 // test next elliptic angle
                ga=atan2(sin(ea),aspect*cos(ea));       // compute geometrical angle from it
                if (ga<0.0) ga =pi2;                    // normalize to <0,pi2>
                if (ga>ang) ea-=da;                     // restore original angle if too big
                }
            }
        else{                                           // ea <= ang
            da=fmod(ang,90.0*deg);                      // range to search
            da*=0.5;
            for (ea=ang;da>1e-10;da*=0.5)               // binary search
                {
                ea-=da;                                 // test next elliptic angle
                ga=atan2(sin(ea),aspect*cos(ea));       // compute geometrical angle from it
                if (ga<0.0) ga =pi2;                    // normalize to <0,pi2>
                if (ga<ang) ea =da;                     // restore original angle if too small
                }
            }
        return ea;
        }
    //---------------------------------------------------------------------------
    void gl_draw()
        {
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
        glLoadIdentity();
        glScalef(1.0,float(xs)/float(ys),1.0);
        glMatrixMode(GL_TEXTURE);
        glLoadIdentity();
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
        glLoadIdentity();
        glDisable(GL_DEPTH_TEST);
    
        int i,n=100;
        float rx=0.95,ry=0.35;
        float x,y,a,dd,da,a0,a1,ea0,ea1;
    
        // test whole circumference
        for (dd=10.0*deg,a0=0.0,a1=a0 0.75*dd;a1<pi2;a0 =dd,a1 =dd)
            {
            // render geometric angle pies (for visual check)
            glBegin(GL_TRIANGLES);
            glColor3f(0.1,0.1,0.1);
            glVertex2f(cos(a0),sin(a0));
            glVertex2f(0.0,0.0);
            glVertex2f(cos(a1),sin(a1));
            glEnd();
    
            // get parametric angles (rx,ry)
            ea0=ellipse_angle(rx,ry,a0);
            ea1=ellipse_angle(rx,ry,a1);
            // render elliptic arc (rx,ry)
            glBegin(GL_LINE_STRIP);
            glColor3f(0.3,0.7,1.0);
            for (a=ea0,da=(ea1-ea0)/float(n-1),i=0;i<n;i  ,a =da)
                {
                x=rx*cos(a);
                y=ry*sin(a);
                glVertex2f(x,y);
                }
            glEnd();
    
            // get parametric angles (ry,rx)
            ea0=ellipse_angle(ry,rx,a0);
            ea1=ellipse_angle(ry,rx,a1);
            // render elliptic arc (ry,rx)
            glBegin(GL_LINE_STRIP);
            glColor3f(1.0,0.7,0.3);
            for (a=ea0,da=(ea1-ea0)/float(n-1),i=0;i<n;i  ,a =da)
                {
                x=ry*cos(a);
                y=rx*sin(a);
                glVertex2f(x,y);
                }
            glEnd();
            }
    
        glFlush();
        SwapBuffers(hdc);
        }
    //---------------------------------------------------------------------------
    

    具有開始/結束角度問題的 OpenGL 橢圓

    There still room for improvement like get rid of atan2 completely and use cross product instead like I did in here:

    • 具有開始/結束角度問題的 OpenGL 橢圓

      Here C code:

      //---------------------------------------------------------------------------
      const float pi2=2.0*M_PI;
      const float deg=M_PI/180.0;
      //---------------------------------------------------------------------------
      float ellipse_angle(float rx,float ry,float ang)    // geometrical angle [rad] -> ellipse parametric angle [rad]
          {
          float x,y,t,aa,bb,ea;
          x=cos(ang);                                     // axis direction at angle ang
          y=sin(ang);
          aa=rx*rx; bb=ry*ry;                             // intersection between ellipse and axis
          t=aa*bb/((x*x*bb) (y*y*aa));
          x*=t; y*=t;
          y*=rx/ry;                                       // convert to circle
          ea=atan2(y,x);                                  // compute elliptic angle
          if (ea<0.0) ea =pi2;                            // normalize to <0,pi2>
          return ea;
          }
      //---------------------------------------------------------------------------
      

      轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/gongcheng/431629.html

      標籤:C# 数学 几何学 椭圆 opengl 兼容

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