基于opengl的3d游戲的設計與實現(xiàn)-資料下載頁

【導讀】滿足人們對這方面的需求。人們對游戲的畫面，動畫的逼真度，易操作性以及游。戲的思想，故事情節(jié)越來越重視。許多大型的3D游戲大部分都產自國外，而國。的制作思想，以及游戲的可玩性都尚有不足。近幾年國內制作的3D游戲也慢慢。目前使用openGL實現(xiàn)其游戲畫面方面的效果還是主流之。本課題就是基于VisualStudio2020平臺的3D游戲，雖然目前的程序有些簡。單，但這是為制作復雜3D游戲打下基礎。本游戲主要由四個部分組成：視角控制，天空，地面和模型載入。他文件調用函數(shù)庫里的文件。礎框架類等系統(tǒng)運行必備的一些基礎類。類后，我們就可以建立天空類，地形類了。然后用一個SkyAndTerrain把這兩個

　　

【正文】 圖 天空紋理載入坐標圖 本實驗是用 CBMPLoader m_texture[5]。將五張下好的天空紋理圖分別載入到如上圖所示的空間中 ， 分別為前（ front）、后 (back)、左 (left)、右 (right)、上 (top)。在每次進行矩陣變換前都要用 glPushMatrix()進行入棧， 然后 用 glPopMatrix()出棧， 這樣操作不至于影響后面的矩陣操作。 glTranslate()的作用是每一次操作都把當前所在的位置作為原點。 glRotatef()每一次操作都是相對于當前原點的（而不是屏幕的中央） 其基本步驟如下： 第一步 定義數(shù)組用來保存文件名： char *bmpName[] = { back,front,top,left,right}。 for(int i=0。 i 5。 i++) { sprintf(filename,data/%s,bmpName[i])。 strcat(filename,.bmp)。 第二步 :生成紋理對象數(shù)組 glGenTextures(1, amp。m_texture[i].ID)。 第三步 :通過使用 glBindTexture 選擇紋理對象，來完成該紋理對象的定義。 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_texture[i].ID)。 精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設計，優(yōu)質的論文服務： 精品論文網 提供畢業(yè)設計 （論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 第四步 :在繪制景物之前 通過 glBindTexture，為該景物加載相應的紋理。 gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, GL_RGB, m_texture[i].imageWidth, m_texture[i].imageHeight, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, m_texture[i].image)。 第五步 :在程序結束之前調用 glDeleteTextures 刪除紋理對象。 這里定義了一個析構函數(shù)： CSkyBox::~CSkyBox()來實 現(xiàn)釋放所占用的內存 CSkyBox::~CSkyBox() { for(int i =0 。i 5。 i++) { m_texture[i].FreeImage()。 glDeleteTextures(1,amp。m_texture[i].ID)。 } } 如下是一部分核心代碼的實現(xiàn)： glPushMatrix()。 glTranslatef(,)。 glRotatef(yRot,)。 /** 繪制背面 */ glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_texture[0].ID)。//GL_TEXTURE_2D：繪制 2D紋理 glBegin(GL_QUADS)。 /** 指定紋理坐標和頂點坐標 */ glTexCoord2f(, )。 glVertex3f( width, height, length)。 glTexCoord2f(, )。 glVertex3f( width, height, length)。 glTexCoord2f(, )。 glVertex3f( width, height, length)。 glTexCoord2f(, )。 glVertex3f( width, height, length)。 glEnd()。 ?? glPopMatrix（）； 精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設計，優(yōu)質的論文服務： 精品論文網 提供畢業(yè)設計 （論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 ?? 其中： glTexCoord2f(, )。表示將紋理 texture[0]的右下角坐標 (, )映射到立方體前面那個面的頂點 ( width, height, length)上； glTexCoord2f(, )。表示將紋理 texture[0]的右上角坐標 (, )映射到立方體前面那個面的頂點 ( width, height, length)上； glTexCoord2f(, )。表示將紋理 texture[0]的左上角坐標 (, )映射到立方體前面那個面的頂點 ( width, height, length)上。 glTexCoord2f(, )。表示將紋理 texture[0]的左下角坐標 (, )映射到立方體前面那個面的頂點 ( width, height, length)上； 這樣，紋理 texture[0]就被映射到了立方體前面那個面上。 另外本游戲還是用了 yRot += 。 if(yRot ) yRot = 。 來實現(xiàn)整個天空盒的旋轉，以更加真實的變現(xiàn)天空的效果，使天上的云朵看下來動了。 7 模型設計 模型概述 在實際的三維 圖形程序，需要構建的三維模型一般來說都比較復雜。雖然OpenGL 提供了十幾個生成三維球體、立方體和圓柱體等實體模型的輔助函數(shù)，但這些函數(shù)難以滿足建立復雜三維實體的需要， OpenGL 的建模功能并不是很強大。想單純利用 OpenGL 實例庫提供的幾何體構建就非常困難，而且也不可能一次性在內存中編寫繪圖語句，在效率上和模型逼真度上都比較低。因此我們常利精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設計，優(yōu)質的論文服務： 精品論文網 提供畢業(yè)設計 （論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 用專門的建模工具（如 3D MAX、 Maya）來建立高逼真度的模型，再將模型導出為特定的格式，然后再將模型導入三維場景中實現(xiàn)繪制與控制。 目前在計算機平臺上，常用的 3D 模 型有 3DS、 OBJ、 MD MS3D 等多種格式。 3D 模型又分為靜態(tài)模型（如 3DS、 OBJ）和動態(tài)模型（如 MD MDMS3D） 。在動態(tài)模型中除了保存模型的定點和表面數(shù)據(jù)外，還有與動畫相關的信息，這些動態(tài)模型渲染起來比較復雜。 下面主要介紹了我們用到的 MD2 模型和 MD3 模型： Quake2 和 Quake3 模型格式由著名游戲公司 ID 公司自主設計，廣泛應用于 ID 公司開發(fā)的各種三維游戲中，其文件擴展名為 MD2 和 MD3。由于兩種模型的文件格式相對比較簡單，容易實現(xiàn)，所以應用很廣，是一種經典的動畫模型格式，在其他一些 三維圖形程序中也逐漸得到了應用。這兩種模型都由兩部分組成如圖 所示： 圖 MD2文件結構圖 MD2 格式說明 MD2 模型的紋理是隔離出來的，不包括在 MD2 文件內部。一個 MD2 模型在同一個時刻只能有一種紋理。在存儲結構上， MD2 文件建模的原理是用三角形來描述復雜的物體，即所有的物體都是三角形組成的。因此要從文件中讀取各三角形的點的位置、紋理坐標來顯示圖形。 MD2 文件組成分為五部分：文件頭、紋理坐標集合、三維對象組成點集合、組成三角形的 點的索引集合、三角形的紋理坐標的索引集合。 文件信息頭部分包括 17 種數(shù)據(jù)，其具體定義 如下 所示 ： 文件信息頭的定義 ， 下面是 MD2 的文件頭定義： // md2 header typedef struct 頭文件 文件主體 包含 ID 號，版本號，和有關模型的各種數(shù)據(jù)的起始地址等 有關文件的各種數(shù)據(jù)，如頂點數(shù)據(jù)、紋理數(shù)據(jù)、法向量數(shù)據(jù)等。 精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設計，優(yōu)質的論文服務： 精品論文網 提供畢業(yè)設計 （論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 { int ident。 // 文件標識 . 必須是 IPD2 int version。 // md2 版本 . 等于 8 int skinwidth。 // 紋理寬度 int skinheight。 //紋理高度 int framesize。 // 每一幀占的字節(jié)數(shù) int num_skins。 // 紋理的數(shù)目 int num_xyz。 // 三維空間中點數(shù) int num_st。 // 紋理的坐標數(shù) int num_tris。 //三角形的數(shù)目 int num_glcmds。 // OPENGL 命令數(shù)目 int num_frames。 // 文件包含的幀數(shù) int ofs_skins。 // 紋理名稱的偏移量 (每個 64 字節(jié) ) int ofs_st。 // 存儲紋理坐標偏移量 int ofs_tris。 // 存儲三角形地址偏移量 int ofs_frames。 //存儲幀的地址偏移量 int ofs_glcmds。 // 存儲 OPENGL 命令的地址偏移量 int ofs_end。 // 文件結尾的偏移量 } md2_t。 利用以上這些信息，就可以編制相應算法，定位到需要的地方。 編譯原理 編程原理是：三角形的每個點在點坐標的集合中有個索引值，通過索引可以得到每個三角形的組成點的位置。同理，三角形的紋理坐標在紋理坐標集合中也有索引，通過索引可以獲得紋理坐標值。繪制三角形時，要先通過索引指向點集合中和紋理坐標集合中的相應位置，再取出數(shù)據(jù)繪制 。所以要準備幾個緩存：存放三角形組成點在點集合中索引的緩存、存放三角形紋理在紋理集合中索引的緩存、存放點集合的緩存、存放紋理坐標集合的緩存。有了以上幾個緩存，就可以顯示場景并對其進行渲染。 如要顯示動畫的話，就要求每隔一定時間就對畫面進行刷新，所以在程序中先開個定時器，每隔一定時間刷新頁面，刷新時做的工作就是讀入下一幀的數(shù)據(jù)，進行顯示，從而實現(xiàn)連續(xù)的動畫效果。 讀取 MD2 文件方法的實現(xiàn) 讀取 MD2 文件的關鍵在于定義合理的數(shù)據(jù)結構和使用優(yōu)秀的算法。 首先精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設計，優(yōu)質的論文服務： 精品論文網 提供畢業(yè)設計 （論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 要從 MD2 文件中得到文件頭信息。先用二進制方 式打開一個文件 “ ” 。然后把整個文件一股腦讀到一個 buffer 緩存區(qū)去。文件一開始就是頭信息，利用頭文件信息得到點數(shù)據(jù)到文件頭的偏移量，定位到點數(shù)據(jù)開始的地方。然后定義數(shù)組。接著再根據(jù)各三角形的點的索引值把在 pointList[]查到三角形組成點的坐標，就可以畫出復雜三維場景了。 載入 MD2 文件的重要函數(shù)為： bool CMD2Loader::ImportMD2(t3DModel *pModel, char *strFileName, char *strTexture)。讀 取文件的流程圖如圖 所示： 圖 讀取 MD2文件 流程圖 由于文件中是關鍵幀的數(shù)據(jù)，如果每隔一定時間顯示一個關鍵幀的圖像，動畫會極不連續(xù)，為此我們引入一個比例因子，目的在于在兩個相鄰關鍵幀之間線性插值插入若干幀，使畫面流暢。 繪制插值點流程圖如圖 ： 打開文件 檢查文件指針 讀取文件頭 檢查版本號 讀取 MD2文件 將 MD2數(shù)據(jù)轉換為模型結構 精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設計，優(yōu)質的論文服務： 精品論文網 提供畢業(yè)設計 （論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 圖 繪制插值點流程圖 8 游戲運行截圖 遍歷所有面