SDL2 기반의 OPENGL 렌더링 데모 2부

앞선 글에서는 간단한 도형만을 보여주였지만 이번 예제에서는 외부에서 모델 파일을 가져와 좀더 복잡한 형상을 렌더링 해 보자.

요새 각광받은 3D프린터 들을 보면 수많은 모델들이 STL (STereoLithography) 이란 파일 포맷으로 제공되고 있다. 이번 데모에서는 이 파일 포맷을 렌더링 해보자. STL 파일 포맷에 대한 정보는  http://en.wikipedia.org/wiki/STL_(file_format) , http://www.eng.nus.edu.sg/LCEL/RP/u21/wwwroot/stl_library.htm#What 에서 참고 바라며, 이번 예제에서는 바이너리 기반의 STL 파일포맷을 대상으로 한다.

이 데모의 실제 동작 화면을 캡춰해 http://www.youtube.com/watch?v=LTGfNCY0wIA 에 올려놓았다.

자 그렇다면 실제 구현에 들어가자. 마찬가지로 App 를 상속받는다.

--------------------------ex3.h

#ifndef EX3_H
#define EX3_H
 
#include "app.h"
#include <vector>
 
class Example3 : public App
{
public:
 bool OnInit(int argc, TCHAR* argv[]);
 void OnEvent(SDL_Event* Event);
 void OnLoop();
 void OnRender();
 void OnCleanUp();
 
private:
 bool LoadSTL(TCHAR* lpszFilename);
 
#pragma pack(push, 4)
 typedef struct
 {
  float x;
  float y;
  float z;
 }VERTEX; 
 typedef struct
 {
  VERTEX normal;
  VERTEX v[3];
 }FACE;
#pragma pack(pop)
 
 std::vector<face> _faces;
 VERTEX _center;
 GLuint _listid;
 float _scale;
 
public:
 Example3();
 virtual ~Example3();
};
 
#endif

-----------------------------------------ex.cpp

#include "ex3.h"
#include "log.h"

// STL 예제 파일들은 인터넷에서 검색하여 구하도록 한다
TCHAR* gszSamples[] = {
 _T("samples\\Chest_Back.stl"),
 _T("samples\\knot.stl"),
 _T("samples\\porsche.stl"),
 _T("samples\\pump.stl"),
 _T("samples\\tire_v.stl")
};

Example3::Example3()
{
 _scale = 1.0f;
}

Example3::~Example3()
{
}

bool Example3::LoadSTL(TCHAR* lpszFilename)
{
 FILE* fp = _tfopen( lpszFilename, _T("rb"));  //lpszFilename
 if (!fp)
 {
  Log("fail to open the stl file : %s", lpszFilename);
  return false;
 }
 _faces.clear();
 glDeleteLists(_listid, 1);

 // STL 이진 파일 포맷에 맞게 얻어온다
 BYTE header[80];
 fread(header, sizeof(header), 1, fp);
 UINT32 numOfFacets=0;
 fread(&numOfFacets, sizeof(numOfFacets), 1, fp);
 Log("face count = %d", numOfFacets);
 
 FACE f;
 UINT16 attr;
 for (int i=0; i< numOfFacets; i++)
 {
  fread(&f.normal, sizeof(f.normal), 1, fp);
  fread(&f.v, sizeof(f.v), 1, fp); 
  fread(&attr, 2, 1, fp);
  _faces.push_back(f);
 }
 fclose(fp);
 float xmin, xmax;
 float ymin, ymax;
 float zmin, zmax;
 xmin = 9999; xmax = -9999;
 ymin = 9999; ymax = -9999;
 zmin = 9999; zmax = -9999;

 // 크기를 알아내에 화면 중심으로 이동시키기 위해서
 for (int i=0; i< _faces.size(); i++)
 {
  if (_faces[i].v[0].x  < xmin)
   xmin = _faces[i].v[0].x;
  if (_faces[i].v[0].x  > xmax)
   xmax = _faces[i].v[0].x;
  if (_faces[i].v[0].y  < ymin)
   ymin = _faces[i].v[0].y;
  if (_faces[i].v[0].y  > ymax)
   ymax = _faces[i].v[0].y;
  if (_faces[i].v[0].z  < zmin)
   zmin = _faces[i].v[0].z;
  if (_faces[i].v[0].z  > zmax)
   zmax = _faces[i].v[0].z;
 }
 _center.x = (xmin+xmax) / 2.0f;
 _center.y = (ymin+ymax) / 2.0f;
 _center.z = (zmin+zmax) / 2.0f;
 
 // 렌더링 속도 향상을 위해 리스트 버퍼 사용
 _listid = glGenLists( 1 );
 glNewList(_listid, GL_COMPILE );
 glBegin( GL_TRIANGLES );
 glColor3f( 0.3, 0.8, 0.1);
 for (int i=0; i< _faces.size(); i++)
 {
  glNormal3fv( (float*)&_faces[i].normal);
  glVertex3fv( (float*)&_faces[i].v[0]);
  glVertex3fv( (float*)&_faces[i].v[1]);
  glVertex3fv( (float*)&_faces[i].v[2]);
 }
 glEnd();
 glEndList();
 return true;
}

bool Example3::OnInit(int argc, TCHAR* argv[])
{

 // 조명 효과 사용
 float ambLight[] = {0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f};
 float specular[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
 float specref[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
 float lightPos[] = {500, 500, 300, 1.0f};
 glEnable(GL_LIGHTING);
 glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambLight);
 glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, ambLight);
 glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specular);
 glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightPos);
 glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
 glColorMaterial(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
 glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, specref);
 glMateriali(GL_FRONT, GL_SHININESS, 128);
 glEnable(GL_LIGHT0);
 return true;
}

void Example3::OnEvent(SDL_Event* e)
{
  // q : 줌 인
  // z : 줌 아웃
  // p : 렌더링 모드 변경
  switch( e->type )
  {
  case SDL_KEYDOWN:
    if (e->key.keysym.sym == 'q')
    {
     _scale *= 1.2;
    }
    else if (e->key.keysym.sym == 'z')
    {
     _scale *= 0.8;
    }
    break;
        case SDL_KEYUP:
   if (e->key.keysym.sym == 'p')
   {
    static int mode = 0;
    glPolygonMode( GL_FRONT_AND_BACK, GL_POINT+ mode );
    mode++;
    mode= mode % 3;
   }
   else if (e->key.keysym.sym >= '1' && e->key.keysym.sym <= '5')
   {
    int n = e->key.keysym.sym - '1';
    this->LoadSTL( gszSamples[n] );
   }
   
    break;
  default:
      break;
  }
}

void Example3::OnLoop()
{}

void Example3::OnRender()
{
 glClearColor( 0.1f, 0.1f, 0.1f, 1.0f );
 glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
 glLoadIdentity();
 gluLookAt(300, 300, 150, 0,0,0, 0,0,1);

 static float angle = 0;
 glRotatef( angle +=0.5, 0,0,1);

 glPushMatrix();
  glScalef(_scale, _scale, _scale);
  glTranslatef(-_center.x, -_center.y, -_center.z);
  glCallList(_listid);
 glPopMatrix();

 glBegin(GL_LINES);
  glColor3f(1, 0, 0);
  glVertex3f( 0, 0, 0 );
  glVertex3f( 500, 0, 0 );
  glColor3f(0, 1, 0);
  glVertex3f( 0, 0, 0 );
  glVertex3f( 0, 500, 0 );
  glColor3f(0, 0, 1);
  glVertex3f( 0, 0, 0 );
  glVertex3f( 0, 0, 500 );
 glEnd();
}

void Example3::OnCleanUp()
{
}

---------------------------------------------------

자 그럼 메인 함수를 보자

#include "app.h"
#include "ex3.h"
int _tmain(int argc, TCHAR* args[])
{ 
 App* app = new Example3;
 int n = app->Execute(argc, args);
 return n;  
}

각종 예제 모델 파일들(STL)은 http://www.eng.nus.edu.sg/LCEL/RP/u21/wwwroot/stl_library.htm#Download 에서 다운로드 받은 것들이다. 또한 키보드 1~5번 키를 누를때 마다 모델파일을 새로 로드하도록 구현되었다.