Kamera (1)

Danke

Nachdem ich viel Zeit damit verbracht habe, eine funktionierende Kamera zu bauen und es nun endlich geschafft habe, wollte ich diese Funktionalität auch Anderen zur Verfügung stellen. Da mir schon viel geholfen wurde, kann ich so einen Teil meiner "Schuld" zurück zahlen.

Bitte seht ab und zu mal hier nach, ob es für diese Kamera Updates gibt. Sollte es so sein, habe ich das im Code (Kamera (2)) vermerkt. Ladet in diesem Fall bitte den Source Code der Kamera und(!) die Utilities herunter.

Meine Kamera

Die wie folgend beschriebene Kamera kann sich um alle drei Achsen drehen und sich in allen Ebenen bewegen. Der Drehpunkt um den sich die Kamera dreht wird mit dem Aufruf der Prozedur PositionCamera festgelegt. Sollte man diesen Drehpunkt benötigen (z.B. zum Anzeigen eines Koordinatenkreuzes, ...), so kann man auf die Property PointOfRotation zugreifen (read only).

Die Kamera kann bis zu zehn Positionen speichern und auch wiederherstellen. (SavePosition, RestorePosition)

Die Kamera kann sich selber zu jeder Zeit unter Beibehaltung der aktuellen Position senkrecht zur Welt ausrichten. (Adjust)

Um sicher zu sein, dass auch alle nötigen Definitionen und Funktionen zur Verfügung stehen, habe ich einfach mal einen Großteil meiner Funktionssammlung beigefügt (Kamera (3)). Diese Funktionen/Prozeduren werden so oder in leicht abgeänderter Form wohl bei jedem OpenGL Programmierer existieren.

Sollte es noch irgendwelche Fragen zu diesem Modul geben, so stehe ich gerne zur Verfügung.

Gebrauch der Funktionen:

Die hier vorzufindende Beschreibung stellt keine komplette Anleitung für die Verwendung der Kamera dar. Um bis in die "Tiefen" des Objekts hinabzusteigen seht Euch bitte das von mir bereit gestellte Beispielprogramm an (Kamera). Wenn Ihr das herunterladet habt Ihr auch auf jeden Fall die neueste Version der Sourcen, die ich zuletzt am 26.12.2007 aktualisert habe. Diese Sourcen vereinfachen die Verarbeitung von Tastatur- und Mausevents. Die u.a. Anleitung entspricht daher nicht mehr dem aktuellen vorgehen, kann aber auch weiterhin so angewendet werden.

1. PositionCamera mit Vektoren für Position, Blickpunkt und Ausrichtung aufrufen. Die Blickrichtung gibt auch gleichzeitig den Drehpunkt der Szene an, um den dann mit RotateCamera gedreht werden kann. PositionCamera positioniert den angegebenen Blickpunkt in der Mitte des Bildschirms. PositionCamera sollte nur zur Positionierung der Kamera benutzt werden, also einmal am Anfang. Alle weiteren Kameraveränderungen sollten mit den zur Verfügung gestellten Methoden durchgeführt werden.

2. Aufruf der Funktionen RotateCamera und TranslateCamera um die Ausrichtung/Lage der Kamera zu verändern. Um das unten angegebene Beispiel implementieren zu können, müssen folgende Variablen im aktuellen Modul definiert werden:

FMousePosX, FMousePosY, FMousePressX, FMousePressY, FRightMousePressed, FLeftMousePressed, FxDelta, FyDelta, FxStart, FyStart, FxRot und FyRot (sind alle als var im aktuellen Modul definiert)

FRightMousePressed und FLeftMousePressed müssen in der Prozedur MouseDown/MouseUp gesetzt werden.

FxRot und FyRot müssen mit 0 initialisiert werden.

unit Example;

interface

uses
  Windows, ...

type
  TFExample = class(TForm)
    .
    .
    .
  private
    FCamera: TCamera;

    FglDC: HDC;               // device context der aktuellen komponente
    FglRC: HGLRC;             // rendering kontext der aktuellen komponente

    ClearAlpha: GLclampd;     // alpha wert der hintergrundfarbe
    ClearRed: GLclampd;       // rotanteil der hintergrundfarbe
    ClearGreen: GLclampd;     // grünanteil der hintergrundfarbe
    ClearBlue: GLclampd;      // blauanteil der hintergrundfarbe
  public
    .
    .
    .
  published
    .
    .
    .

var
  FExample: TFExample;

  FxStart,                     // berechnung der mausbewegungen.
  FxDelta,                     // delta = aktuelle position minus start
  FyStart,                     // start wird erfasst sobald eine maustaste
  FyDelta:integer;             // gedrückt wird.

  FxRot,                       // umrechnung von delta in rotation wenn
  FyRot:double;                // drehung gewünscht ist (je nach taste)

  FMousePressX,                // aktuelle mausposition, wenn maustaste gedrückt wird
  FMousePressY: integer;
  FMousePosX,                  // aktuelle mausposition
  FMousePosY: integer;

  //mausaktivität überprüfen
  FRightMousePressed:boolean;  // ist die rechte maustaste gedrückt?
  FLeftMousePressed:boolean;   // ist die linke maustaste gedrückt?

const
  crCursorMove = 1;
  crCursorRotate = 2;
  crCursorSelect = 3;

implementation

uses ...

{$R *.dfm}
{$R cursors.res}

procedure TFExample.FormMouseMove(Sender: TObject; Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
  // mausposition merken
  FMousePosX := X;
  FMousePosY := Y;

   //das Ziehen der Szene kann nur bei gedrückter Maustaste passieren
  if not (FRightMousePressed or FLeftMousePressed) then exit;

   //ausrechenen um wieviel der Mauszeiger bewegt wurde
   FxDelta := FxStart-X;
   FyDelta := FyStart-Y;

   //Rotation anpassen, damit es nicht zu schnell wird
   FxRot := FxRot - FyDelta/20;
   Fyrot := FyRot - FxDelta/20;

   //das naechste mal ist das hier unser startpunkt:
   FxStart := X;
   FyStart := Y;

   if FRightMousePressed then
   begin
     if FxRot <> 0 then FCamera.RotateCamera (FxRot, 0, 0);
     if FyRot <> 0 then FCamera.RotateCamera (0, FyRot, 0);
   end;
   if FLeftMousePressed then
   begin
     if FxRot <> 0 then FCamera.TranslateCamera (FxRot, 0, 0);
     if FyRot <> 0 then FCamera.TranslateCamera (0, FyRot, 0);
   end;
   Paint;

   FxRot := 0;
   FyRot := 0;
end;

procedure TFExample.FormMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
                                 Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
  if Button = mbRight then
  begin
    //rechte maustaste gedrückt
    FRightMousePressed:=true;
    //Startposition merken
    FxStart:=X;
    FyStart:=Y;
    Screen.Cursor := crCursorRotate;
  end
  else if Button = mbLeft then
  begin
    //rechte maustaste gedrückt
    FLeftMousePressed:=true;
    //Startposition merken
    FxStart:=X;
    FyStart:=Y;
    Screen.Cursor := crCursorMove;
  end;
  // aktuelle Mouseposition festhalten. so kann z.B. überprüft werden 
  // welches Objekt an der aktuellen Mausposition liegt
  FMousePressX := X;
  FMousePressY := Y;
end;

procedure TFExample.FormMouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
                               Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
  if Button = mbRight then
  begin
    FRightMousePressed:=false;
  end;
  if Button = mbLeft then
  begin
    FLeftMousePressed:=false;
  end;
  if not (FRightMousePressed or FLeftMousePressed) then
    Screen.Cursor := crCursorSelect;
end;

procedure TFExample.FormCreate(Sender: TObject);
resourcestring
  ResStrRCfailed = 'CreateRenderingContext failed ';
  ResStrWGLfailed = 'wglMakeCurrent failed ';
begin
  inherited;

  // wenn das grafiksystem von OpenGL nicht aktiviert werden kann,
  // müssen wir das programm beenden
  if not InitOpenGL then
  begin
    raise Exception.Create('InitOpenGL failed '+IntToStr(GetLastError));
    halt (100);
  end;

  FglDC := getDC(self.WindowHandle);
  FglRC := CreateRenderingContext(FglDC,
                                  [opDoubleBuffered],
                                  32, 24, 0,0,0,0);

  if FglRC=0 then
  begin
    raise Exception.Create(ResStrRCfailed + IntToStr(GetLastError));
    halt (100);
  end;

  if not wglMakeCurrent(FglDC, FglRC) then
    raise Exception.Create(ResStrWGLfailed + IntToStr(GetLastError));

  FxRot:=0;
  FyRot:=0;

  FRightMousePressed := false;
  FLeftMousePressed := false;

  Screen.Cursors[crCursorMove]   := LoadCursor(HInstance,'MOVE');
  Screen.Cursors[crCursorRotate] := LoadCursor(HInstance,'ROTATE');
  Screen.Cursors[crCursorSelect] := LoadCursor(HInstance,'SELECT');
  Screen.Cursor                  := crCursorSelect;

  ClearAlpha := 1;         // bildschirm immer mit weiß löschen
  ClearRed:= 1;            // bildschirm immer mit weiß löschen
  ClearGreen:= 1;          // bildschirm immer mit weiß löschen
  ClearBlue:= 1;           // bildschirm immer mit weiß löschen

  FCamera := TCamera.Create;
end;

Das mit den unterschiedlichen Cursordarstellungen habe ich nur als Hinweis gelassen. Diese Anweisungen müsst Ihr rausnehmen es sei denn, dass Ihr eine Resourcendatei mit drei unterschiedlichen Cursorarten erstellt und sie unter "Cursors.res" abspeichert.

Dieses Beispiel ist vereinfacht dargestellt und es ist sehr wahrscheinlich, dass Ihr daran noch etwas herumspielen müsst. Ich habe noch das Mausrad eingesetzt um in den Bildschirm hinein- oder aus ihm herauszuzoomen (TranslateCamera(0,0,?)). Durch modifizieren der Geschwindigkeit (+/-) für die einzelnen Achsen, die an die Prozeduren TranslateCamera und RotateCamera übergeben werden kann man entweder die Szene oder die Kamera bewegen.

3. Szene zeichnen:

Lichteigenschaften setzen

Materialeigenschaften setzen

... (die üblichen Vorbereitungen treffen)

FCamera.Apply

Szene zeichnen

wenn Terrain gewünscht:

 FCamera.ApplyForTerrain
 Terrain zeichnen

ende wenn

Swapbuffers...

usw.

procedure TFExample.Render;  // wird aus der Methode Paint aufgerufen
resourcestring
  RestStrWGLfailed = 'TFExample.Render: wglMakeCurrent failed with ';
begin
  // da mehrere fenster möglich sind, muss immer der aktuelle
  // ausgabekontext ausgewählt werden
  if wglMakeCurrent(FglDC,FglRC) then
  begin
    glMatrixMode (GL_MODELVIEW);

    glClearColor(ClearRed, ClearGreen, ClearBlue, ClearAlpha);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    // View setzen

    Camera1.Apply;

    // Szene jetzt zeichnen

    glFlush;              // bearbeitung der GL-befehle beginnen
    glFinish;             // warten bis alle befehle ausgeführt sind

    SwapBuffers(FglDC);   // flackern verhindern
  end
  else
  begin
    raise Exception.Create(RestStrWGLfailed + IntToStr(GetLastError));
  end;
end;

Den Kameracode findet ihr unter Kamera (2).
Die verwendete Toolsammlung findet ihr unter Kamera (3).