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	../106-6/106-6-ShowXYZ.c			107-6-MoveObjectOnly.c
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1	// Keisanki Joron 2 (Introduction to Computing II)		1	// Keisanki Joron 2 (Introduction to Computing II)
2	// Dept. of Engineering Systems, University of Tsukuba		2	// Dept. of Engineering Systems, University of Tsukuba
3	// [UTF-8 / Unix]		3	// [UTF-8 / Unix]
4			4
5	// 2011/10/31 kameda[at]iit.tsukuba.ac.jp		5	// 2011/10/31 kameda[at]iit.tsukuba.ac.jp
6	// 6.6 X,Y,Z軸を線オブジェクトとして表示		6	// 7.6 ModelView Matrixを少し操作して、6.7節のプログラムから「物体のみ」動かすようにする
7			7
8	#include <stdio.h>		8	#include <stdio.h>
9	#include <stdlib.h> // exit()		9	#include <stdlib.h> // exit()
10	#include <GL/glut.h>		10	#include <GL/glut.h>
11			11
12	// ***********************************************************************		12	// ***********************************************************************
13	// global variables ******************************************************		13	// globalvariables *******************************************************
14			14
15	// +----------------------------------------------------		15	// +----------------------------------------------------
16	// Global Variables		16	// Global Variables
17	// +----------------------------------------------------		17	// +----------------------------------------------------
18			18
19	// ***********************************************************************		19	// ***********************************************************************
20	// gl utilitiess *********************************************************		20	// glutilitiess *********************************************************
21			21
22	// +----------------------------------------------------		22	// +----------------------------------------------------
23	// MODELVIEW Matrix を表示する		23	// MODELVIEW Matrix を表示する
24	// +----------------------------------------------------		24	// +----------------------------------------------------
25	void ic2_ShowMODELVIEW (void) {		25	void ic2_ShowMODELVIEW (void) {
26	GLfloat mvm[16];		26	GLfloat mvm[16];
27			27
28	glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, mvm); // MODELVIEWのスタックトップmatrixをmvmにコピー		28	glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, mvm); // MODELVIEWのスタックトップmatrixをmvmにコピー
29	printf("MODELVIEW Matrix\n");		29	printf("MODELVIEW Matrix\n");
30	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 0], mvm[ 4], mvm[ 8], mvm[12]);		30	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 0], mvm[ 4], mvm[ 8], mvm[12]);
31	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 1], mvm[ 5], mvm[ 9], mvm[13]);		31	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 1], mvm[ 5], mvm[ 9], mvm[13]);
32	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 2], mvm[ 6], mvm[10], mvm[14]);		32	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 2], mvm[ 6], mvm[10], mvm[14]);
33	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 3], mvm[ 7], mvm[11], mvm[15]);		33	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n", mvm[ 3], mvm[ 7], mvm[11], mvm[15]);
34	}		34	}
35			35
36	// ***********************************************************************		36	// ***********************************************************************
37	// objects_embeded *******************************************************		37	// objects_embeded *******************************************************
38			38
39	// +----------------------------------------------------		39	// +----------------------------------------------------
40	// 正方形を描く		40	// 正方形を描く
41	// +----------------------------------------------------		41	// +----------------------------------------------------
42	void ic2_FigSquare (float s) {		42	void ic2_FigSquare (float s) {
43	glDisable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを一旦切る		43	glDisable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを一旦切る
44			44
45	// 正方形（Z=0の平面内、+/- 0.9)		45	// 正方形（Z=0の平面内、+/- 0.9)
46	glBegin(GL_LINE_LOOP); {		46	glBegin(GL_LINE_LOOP); {
47	glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);		47	glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
48	glVertex3f(s * -1, s * -1, 0.0);		48	glVertex3f(s * -1, s * -1, 0.0);
49	glVertex3f(s * +1, s * -1, 0.0);		49	glVertex3f(s * +1, s * -1, 0.0);
50	glVertex3f(s * +1, s * +1, 0.0);		50	glVertex3f(s * +1, s * +1, 0.0);
51	glVertex3f(s * -1, s * +1, 0.0);		51	glVertex3f(s * -1, s * +1, 0.0);
52	} glEnd();		52	} glEnd();
53			53
54	// ３軸		54	// ３軸
55	glBegin(GL_LINES); {		55	glBegin(GL_LINES); {
56	glColor3f(1.0, 0.5, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.85, 0.0,  0.0); // X (red)		56	glColor3f(1.0, 0.5, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.85, 0.0,  0.0); // X (red)
57	glColor3f(0.5, 1.0, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.70, 0.0); // Y (green)		57	glColor3f(0.5, 1.0, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.70, 0.0); // Y (green)
58	glColor3f(0.5, 0.5, 1.0); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.0,  1.0); // Z (blue)		58	glColor3f(0.5, 0.5, 1.0); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.0,  1.0); // Z (blue)
59	} glEnd();		59	} glEnd();
60			60
61	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する		61	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する
62	}		62	}
63			63
64	// +----------------------------------------------------		64	// +----------------------------------------------------
65	// ティーポットを描く (glutの作り付け関数の１つ)		65	// ティーポットを描く (glutの作り付け関数の１つ)
66	// +----------------------------------------------------		66	// +----------------------------------------------------
67	void ic2_FigSolidTeapot (float s) {		67	void ic2_FigSolidTeapot (float s) {
68	GLfloat obj_ref[] = {1.0, 1.0, 0.3, 1.0}; // teapotの色情報 (DIFFUSE用)		68	GLfloat obj_ref[] = {1.0, 1.0, 0.3, 1.0}; // teapotの色情報 (DIFFUSE用)
69	GLfloat obj_shn[] = {10.0};               // teapotの色情報 (SHININESS用)		69	GLfloat obj_shn[] = {10.0};               // teapotの色情報 (SHININESS用)
70			70
71	// 色の設定		71	// 色の設定
72	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, obj_ref);		72	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, obj_ref);
73	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, obj_shn);		73	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, obj_shn);
74			74
75	glutSolidTeapot(s);		75	glutSolidTeapot(s);
76	}		76	}
77			77
78	// ***********************************************************************		78	// ***********************************************************************
79	// lighting **************************************************************		79	// lighting **************************************************************
80			80
81	// +----------------------------------------------------		81	// +----------------------------------------------------
82	// 光源を用意		82	// 光源を用意
83	// +----------------------------------------------------		83	// +----------------------------------------------------
84	//  X     Y     Z     Diff(R,G,B)   Spec(R,G,B)		84	//  X     Y     Z     Diff(R,G,B)   Spec(R,G,B)
85	//  1.0   2.0   3.0   0.2 0.2 0.2   0.4 0.4 0.4		85	//  1.0   2.0   3.0   0.2 0.2 0.2   0.4 0.4 0.4
86	// -1.0   2.0   3.0   0.4 0.4 0.4   0.4 0.4 0.4		86	// -1.0   2.0   3.0   0.4 0.4 0.4   0.4 0.4 0.4
87	//  0.0   4.0   0.0   1.0 1.0 1.0   1.0 1.0 1.0		87	//  0.0   4.0   0.0   1.0 1.0 1.0   1.0 1.0 1.0
88	void ic2_LightSetA (void) {		88	void ic2_LightSetA (void) {
89	static int initflag = 0;		89	static int initflag = 0;
90			90
91	if (initflag == 0) {		91	if (initflag == 0) {
92	glEnable(GL_DEPTH_TEST); // デプスバッファによる描画を行う		92	glEnable(GL_DEPTH_TEST); // デプスバッファによる描画を行う
93	glEnable(GL_NORMALIZE);  // 法線ベクトルを常に正規化して解釈させる		93	glEnable(GL_NORMALIZE);  // 法線ベクトルを常に正規化して解釈させる
94	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する		94	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する
95	glEnable(GL_LIGHT0);     // LIGHT0 を利用		95	glEnable(GL_LIGHT0);     // LIGHT0 を利用
96	glEnable(GL_LIGHT1);     // LIGHT1 を利用		96	glEnable(GL_LIGHT1);     // LIGHT1 を利用
97	glEnable(GL_LIGHT2);     // LIGHT2 を利用		97	glEnable(GL_LIGHT2);     // LIGHT2 を利用
98	initflag = 1;		98	initflag = 1;
99	}		99	}
100			100
101	GLfloat val[4];		101	GLfloat val[4];
102			102
103	val[0] =  1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, val);		103	val[0] =  1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, val);
104	val[0] =  0.2; val[1] =  0.2; val[2] =  0.2; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  val);		104	val[0] =  0.2; val[1] =  0.2; val[2] =  0.2; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  val);
105	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, val);		105	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, val);
106			106
107	val[0] = -1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, val);		107	val[0] = -1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, val);
108	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE,  val);		108	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE,  val);
109	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, val);		109	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, val);
110			110
111	val[0] =  0.0; val[1] =  4.0; val[2] =  0.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_POSITION, val);		111	val[0] =  0.0; val[1] =  4.0; val[2] =  0.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_POSITION, val);
112	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_DIFFUSE,  val);		112	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_DIFFUSE,  val);
113	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_SPECULAR, val);		113	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_SPECULAR, val);
114	}		114	}
115	// ***********************************************************************		115	// ***********************************************************************
116	// rendering *************************************************************		116	// rendering *************************************************************
117			117
118	// +----------------------------------------------------		118	// +----------------------------------------------------
119	// スクリーンに描画する		119	// スクリーンに描画する
120	// +----------------------------------------------------		120	// +----------------------------------------------------
121	void ic2_DrawFrame (void) {		121	void ic2_DrawFrame (void) {
			122	GLfloat tmpmat[16]; // 現状を覚えておくため
122			123
123	// 以前にglClearColor()で指定した色で塗り潰す		124	// 以前にglClearColor()で指定した色で塗り潰す
124	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);		125	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
125			126
126	// ある設定の光源の用意		127	// １階層下げて昔の状態を復元
			128	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
			129	glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, tmpmat); // MODELVIEWのスタックトップをtmpmatにコピー
			130	glPopMatrix(); // １つ下の階層へ
			131
			132	// 光源の設置
127	ic2_LightSetA();		133	ic2_LightSetA();
128			134
			135	// MODELVIEWを元に戻す
			136	glPushMatrix();
			137	glLoadMatrixf(tmpmat);
			138
129	// 物体描画:正方形		139	// 物体描画:正方形
130	ic2_FigSquare(0.9);		140	ic2_FigSquare(0.9);
131	// 物体描画:ティーポット		141	// 物体描画:ティーポット
132	ic2_FigSolidTeapot(0.5);		142	ic2_FigSolidTeapot(0.5);
133			143
134	// スクリーンの切り替え		144	// スクリーンの切り替え
135	glutSwapBuffers();		145	glutSwapBuffers();
136			146
137	}		147	}
138			148
139	// ***********************************************************************		149	// ***********************************************************************
140	// callbacks *************************************************************		150	// callbacks *************************************************************
141			151
142	// +----------------------------------------------------		152	// +----------------------------------------------------
143	// キーが何か押されたときの対策用関数		153	// キーが何か押されたときの対策用関数
144	// +----------------------------------------------------		154	// +----------------------------------------------------
145	// glutKeyboardFunc()にて登録予定		155	// glutKeyboardFunc()にて登録予定
146	// 引数 : key ... 入力文字		156	// 引数 : key ... 入力文字
147	// 引数 : x   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＸ位置		157	// 引数 : x   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＸ位置
148	// 引数 : y   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＹ位置		158	// 引数 : y   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＹ位置
149	void ic2_NormalKeyInput (unsigned char key, int x, int y) {		159	void ic2_NormalKeyInput (unsigned char key, int x, int y) {
150	float delta_t = 0.1; // [unit]		160	float delta_t = 0.1; // [unit]
151	float delta_r = 1.0; // [degree]		161	float delta_r = 1.0; // [degree]
152			162
153	switch (key) {		163	switch (key) {
154	case 'q' :		164	case 'q' :
155	case 'Q' :		165	case 'Q' :
156	case 27 : // ESCキーのこと		166	case 27 : // ESCキーのこと
157	exit (0);		167	exit (0);
158	break;		168	break;
159			169
160	// Translation -_+ : [X]h_l [Y]n_u [Z]j_k		170	// Translation -_+ : [X]h_l [Y]n_u [Z]j_k
161	case 'h': glTranslatef(delta_t * -1, 0, 0); break;		171	case 'h': glTranslatef(delta_t * -1, 0, 0); break;
162	case 'l': glTranslatef(delta_t * +1, 0, 0); break;		172	case 'l': glTranslatef(delta_t * +1, 0, 0); break;
163	case 'n': glTranslatef(0, delta_t * -1, 0); break;		173	case 'n': glTranslatef(0, delta_t * -1, 0); break;
164	case 'u': glTranslatef(0, delta_t * +1, 0); break;		174	case 'u': glTranslatef(0, delta_t * +1, 0); break;
165	case 'j': glTranslatef(0, 0, delta_t * -1); break;		175	case 'j': glTranslatef(0, 0, delta_t * -1); break;
166	case 'k': glTranslatef(0, 0, delta_t * +1); break;		176	case 'k': glTranslatef(0, 0, delta_t * +1); break;
167			177
168	// Rotation -_+ : [Y]a_f [Z]s_d [X]x_w		178	// Rotation -_+ : [Y]a_f [Z]s_d [X]x_w
169	case 'x': glRotatef(delta_r * -1, 1, 0, 0); break;		179	case 'x': glRotatef(delta_r * -1, 1, 0, 0); break;
170	case 'w': glRotatef(delta_r * +1, 1, 0, 0); break;		180	case 'w': glRotatef(delta_r * +1, 1, 0, 0); break;
171	case 'a': glRotatef(delta_r * -1, 0, 1, 0); break;		181	case 'a': glRotatef(delta_r * -1, 0, 1, 0); break;
172	case 'f': glRotatef(delta_r * +1, 0, 1, 0); break;		182	case 'f': glRotatef(delta_r * +1, 0, 1, 0); break;
173	case 's': glRotatef(delta_r * -1, 0, 0, 1); break;		183	case 's': glRotatef(delta_r * -1, 0, 0, 1); break;
174	case 'd': glRotatef(delta_r * +1, 0, 0, 1); break;		184	case 'd': glRotatef(delta_r * +1, 0, 0, 1); break;
175			185
176	// [Scale] v_b		186	// [Scale] v_b
177	case 'v': glScalef(0.95, 0.95, 0.95); break;		187	case 'v': glScalef(0.95, 0.95, 0.95); break;
178	case 'b': glScalef(1.05, 1.05, 1.05); break;		188	case 'b': glScalef(1.05, 1.05, 1.05); break;
179			189
180	// [Reset]		190	// [Reset]
181	case 'R':		191	case 'R':
182	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);		192	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
			193
183	glPopMatrix(); // 保護されてた第１階層に降りる		194	glPopMatrix(); // 保護されてた第１階層に降りる
184	glPushMatrix(); // 保護されてた第１階層からコピーしてスタックトップを１つ上げる		195	glPushMatrix(); // 保護されてた第１階層からコピーしてスタックトップを１つ上げる
185	break;		196	break;
186			197
187	// [Show Stacktop MODELVIEW Matrix]		198	// [Show Stacktop MODELVIEW Matrix]
188	case 'p':		199	case 'p':
189	ic2_ShowMODELVIEW();		200	ic2_ShowMODELVIEW();
190	break;		201	break;
191			202
192	}		203	}
193	}		204	}
194			205
195	// +----------------------------------------------------		206	// +----------------------------------------------------
196	// OpenGLとしてのWindowの初期化		207	// OpenGLとしてのWindowの初期化
197	// +----------------------------------------------------		208	// +----------------------------------------------------
198	void ic2_BootWindow (char winname[]) {		209	void ic2_BootWindow (char winname[]) {
199			210
200	// ダブルバッファ,RGB表色モード,デプスバッファ を利用		211	// ダブルバッファ,RGB表色モード,デプスバッファ を利用
201	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);		212	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
202			213
203	// ウィンドウを開く		214	// ウィンドウを開く
204	glutCreateWindow(winname);		215	glutCreateWindow(winname);
205			216
206	// レンダリングにはSmooth Shadingを採用		217	// レンダリングにはSmooth Shadingを採用
207	glShadeModel(GL_SMOOTH);		218	glShadeModel(GL_SMOOTH);
208			219
209	// ウィンドウ全体を書き直すときの色(ここでは黒)		220	// ウィンドウ全体を書き直すときの色(ここでは黒)
210	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);		221	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
211			222
212	// 初期MODELVIEW matrixの保護		223	// 初期MODELVIEW matrixの保護
213	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);		224	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
214	glPushMatrix(); // 以後本プログラムでは GL_MODELVIEW スタックの２層目以上で作業		225	glPushMatrix(); // 以後本プログラムでは GL_MODELVIEW スタックの２層目以上で作業
215			226
216	// Callback関数を設定 (イベント処理)		227	// Callback関数を設定 (イベント処理)
217	glutIdleFunc(ic2_DrawFrame); // 暇だったらフレームを描く(よい実装ではない)		228	glutIdleFunc(ic2_DrawFrame); // 暇だったらフレームを描く(よい実装ではない)
218	glutKeyboardFunc(ic2_NormalKeyInput); // キーが押されたときの準備		229	glutKeyboardFunc(ic2_NormalKeyInput); // キーが押されたときの準備
219	}		230	}
220			231
221	// ***********************************************************************		232	// ***********************************************************************
222	// main  *****************************************************************		233	// main  *****************************************************************
223	// +----------------------------------------------------		234	// +----------------------------------------------------
224	// Main Function		235	// Main Function
225	// +----------------------------------------------------		236	// +----------------------------------------------------
226	int main (int argc, char *argv[]) {		237	int main (int argc, char *argv[]) {
227			238
228	// glutライブラリによる引数の解釈		239	// glutライブラリによる引数の解釈
229	glutInit(&argc, argv);		240	glutInit(&argc, argv);
230			241
231	// OpenGL Window の初期化		242	// OpenGL Window の初期化
232	ic2_BootWindow(argv[0]);		243	ic2_BootWindow(argv[0]);
233			244
234	// 無限ループの開始		245	// 無限ループの開始
235	glutMainLoop();		246	glutMainLoop();
236			247
237	return 0;		248	return 0;
238	}		249	}

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