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	../110-2/110-2-TogglePredefined.c			110-3-ModelShow.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	// 2011/11/07 kameda[at]iit.tsukuba.ac.jp		5	// 2011/11/13 kameda[at]iit.tsukuba.ac.jp
6	// 10.2 既定義モデルのトグル (キー 'T')		6	// 10.3 モデルの読み込みと表示
7			7
8	#include <stdio.h>		8	#include <stdio.h>
9	#include <stdlib.h> // exit(), calloc()		9	#include <stdlib.h> // exit(), calloc()
10	#include <GL/glut.h>		10	#include <GL/glut.h>
11			11
12	// ***********************************************************************		12	// ***********************************************************************
13	// global variables ******************************************************		13	// global variables ******************************************************
14			14
15	// +----------------------------------------------------		15	// +----------------------------------------------------
16	// Global Variables		16	// Global Variables
17	// +----------------------------------------------------		17	// +----------------------------------------------------
18			18
19	// Windowサイズ		19	// Windowサイズ
20	int window_w = 400;		20	int window_w = 400;
21	int window_h = 400;		21	int window_h = 400;
22			22
23	// 直交投影時のスケールファクタ [pixel / unit_of_imager]		23	// 直交投影時のスケールファクタ [pixel / unit_of_imager]
24	// ここでは正規化カメラの撮像面での 1.0 単位を 200画素に相当させる		24	// ここでは正規化カメラの撮像面での 1.0 単位を 200画素に相当させる
25	float ortho_unit = 200.0;		25	float ortho_unit = 200.0;
26			26
27	// WindowのID（描画管理用）		27	// WindowのID（描画管理用）
28	int window_id = -1;		28	int window_id = -1;
29			29
30	// トグルスイッチ (1 ... On, -1 ... Off)		30	// トグルスイッチ (1 ... On, -1 ... Off)
31	int tgl_showpredefined = -1; // プログラム内定義物体の表示		31	int tgl_showpredefined = -1; // プログラム内定義物体の表示
32			32
			33	// オブジェクトモデル
			34	struct ic2PATCH *firstpatchptr = NULL;
			35
33	// ***********************************************************************		36	// ***********************************************************************
34	// read model ************************************************************		37	// read model ************************************************************
35			38
36	// +----------------------------------------------------		39	// +----------------------------------------------------
37	// １つの点のための構造体		40	// １つの点のための構造体
38	// +----------------------------------------------------		41	// +----------------------------------------------------
39	struct ic2POINT {		42	struct ic2POINT {
40	float x;		43	float x;
41	float y;		44	float y;
42	float z;		45	float z;
43	};		46	};
44			47
45	// +----------------------------------------------------		48	// +----------------------------------------------------
46	// １つの色のための構造体		49	// １つの色のための構造体
47	// +----------------------------------------------------		50	// +----------------------------------------------------
48	struct ic2COLOR {		51	struct ic2COLOR {
49	float r;		52	float r;
50	float g;		53	float g;
51	float b;		54	float b;
52	};		55	};
53			56
54	// +----------------------------------------------------		57	// +----------------------------------------------------
55	// １つの三角形パッチのための構造体		58	// １つの三角形パッチのための構造体
56	// 次の三角形パッチへのポインタを持つ。		59	// 次の三角形パッチへのポインタを持つ。
57	// v(st) × v(su) [外積]がこの面の法線ベクトルを成す(右ネジ式)		60	// v(st) × v(su) [外積]がこの面の法線ベクトルを成す(右ネジ式)
58	// +----------------------------------------------------		61	// +----------------------------------------------------
59	struct ic2PATCH {		62	struct ic2PATCH {
60	struct ic2POINT s;     // 頂点s		63	struct ic2POINT s;     // 頂点s
61	struct ic2POINT t;     // 頂点t		64	struct ic2POINT t;     // 頂点t
62	struct ic2POINT u;     // 頂点u		65	struct ic2POINT u;     // 頂点u
63	struct ic2COLOR c;     // 色の強度 (通常は0.0 - 1.0)		66	struct ic2COLOR c;     // 色の強度 (通常は0.0 - 1.0)
64	struct ic2PATCH *next; // 次の三角形パッチへのポインタ		67	struct ic2PATCH *next; // 次の三角形パッチへのポインタ
65	};		68	};
66			69
67	// +++--------------------------------------------------		70	// +++--------------------------------------------------
68	// 新しい三角形パッチ構造体(ic2PATCH)のメモリ確保と初期化		71	// 新しい三角形パッチ構造体(ic2PATCH)のメモリ確保と初期化
69	// +++--------------------------------------------------		72	// +++--------------------------------------------------
70	static struct ic2PATCH *ic2_NewPATCH (void) {		73	static struct ic2PATCH *ic2_NewPATCH (void) {
71	struct ic2PATCH *newpatch = NULL;		74	struct ic2PATCH *newpatch = NULL;
72			75
73	newpatch = (struct ic2PATCH *)calloc(1, sizeof(struct ic2PATCH));		76	newpatch = (struct ic2PATCH *)calloc(1, sizeof(struct ic2PATCH));
74	return (newpatch);		77	return (newpatch);
75	}		78	}
76			79
77	// +++--------------------------------------------------		80	// +++--------------------------------------------------
78	// 三角形パッチ構造体(ic2PATCH)１つ分の読み込み		81	// 三角形パッチ構造体(ic2PATCH)１つ分の読み込み
79	// +++--------------------------------------------------		82	// +++--------------------------------------------------
80	static int ic2_InsertPATCH (struct ic2PATCH **firstpatchptr, char *onelinedata) {		83	static int ic2_InsertPATCH (struct ic2PATCH **firstpatchptr, char *onelinedata) {
81	// (1) 文字列へのポインタは存在するか		84	// (1) 文字列へのポインタは存在するか
82	// (2) メモリ確保/下請け		85	// (2) メモリ確保/下請け
83	// (3) 値の読み込み		86	// (3) 値の読み込み
84	// (4) ic2PATCHリスト構造への組み込み		87	// (4) ic2PATCHリスト構造への組み込み
85	struct ic2PATCH *newpatch = NULL; // 三角形パッチ構造体ヘのポインタ		88	struct ic2PATCH *newpatch = NULL; // 三角形パッチ構造体ヘのポインタ
86	int number_of_element = 0;        // 読み込めた項目数		89	int number_of_element = 0;        // 読み込めた項目数
87			90
88	// (1) 文字列へのポインタは存在するか		91	// (1) 文字列へのポインタは存在するか
89	if (onelinedata == NULL) return 1;		92	if (onelinedata == NULL) return 1;
90			93
91	// (2) メモリ確保/下請け		94	// (2) メモリ確保/下請け
92	if ((newpatch = ic2_NewPATCH()) == NULL) {		95	if ((newpatch = ic2_NewPATCH()) == NULL) {
93	printf("ic2_InsertPATCH: Memory allocation failed.\n");		96	printf("ic2_InsertPATCH: Memory allocation failed.\n");
94	return 2;		97	return 2;
95	}		98	}
96			99
97	// (3) 値の読み込み		100	// (3) 値の読み込み
98	number_of_element =		101	number_of_element =
99	sscanf(onelinedata, "%f %f %f  %f %f %f  %f %f %f  %f %f %f",		102	sscanf(onelinedata, "%f %f %f  %f %f %f  %f %f %f  %f %f %f",
100	&newpatch->s.x, &newpatch->s.y, &newpatch->s.z,		103	&newpatch->s.x, &newpatch->s.y, &newpatch->s.z,
101	&newpatch->t.x, &newpatch->t.y, &newpatch->t.z,		104	&newpatch->t.x, &newpatch->t.y, &newpatch->t.z,
102	&newpatch->u.x, &newpatch->u.y, &newpatch->u.z,		105	&newpatch->u.x, &newpatch->u.y, &newpatch->u.z,
103	&newpatch->c.r, &newpatch->c.g, &newpatch->c.b);		106	&newpatch->c.r, &newpatch->c.g, &newpatch->c.b);
104	if (number_of_element != 12) {		107	if (number_of_element != 12) {
105	printf("ic2_InsertPATCH: format error (%d elements found)\n", number_of_element);		108	printf("ic2_InsertPATCH: format error (%d elements found)\n", number_of_element);
106	printf("ic2_InsertPATCH: \"%s\"\n", onelinedata);		109	printf("ic2_InsertPATCH: \"%s\"\n", onelinedata);
107	free(newpatch);		110	free(newpatch);
108	return 3;		111	return 3;
109	}		112	}
110			113
111	// (4) ic2PATCHリスト構造への組み込み		114	// (4) ic2PATCHリスト構造への組み込み
112	// *newpatch を 三角形パッチ集合の先頭に挿入		115	// *newpatch を 三角形パッチ集合の先頭に挿入
113	newpatch->next = *firstpatchptr;		116	newpatch->next = *firstpatchptr;
114	*firstpatchptr = newpatch;		117	*firstpatchptr = newpatch;
115	return 0;		118	return 0;
116	}		119	}
117			120
118	// +----------------------------------------------------		121	// +----------------------------------------------------
119	// モデルのファイルからの読込		122	// モデルのファイルからの読込
120	// +----------------------------------------------------		123	// +----------------------------------------------------
121	// 返値：負 ... エラー		124	// 返値：負 ... エラー
122	// 返値：０ないし正値 ... 読み込みに成功したパッチ数		125	// 返値：０ないし正値 ... 読み込みに成功したパッチ数
123	int ic2_ReadModel(char *filename, struct ic2PATCH **firstpatchptr) {		126	int ic2_ReadModel(char *filename, struct ic2PATCH **firstpatchptr) {
124	FILE *filetoopen = NULL; // A pointer to FILE structure		127	FILE *filetoopen = NULL; // A pointer to FILE structure
125	char oneline[256]; // １行分のバッファ,固定長にしておくとsizeof()が利用可能		128	char oneline[256]; // １行分のバッファ,固定長にしておくとsizeof()が利用可能
126	char firstword[256]; // コメント行かどうかの判定用		129	char firstword[256]; // コメント行かどうかの判定用
127	int  linenumber = 0; // ファイル中の行番号		130	int  linenumber = 0; // ファイル中の行番号
128	int  patchnumber = 0; // パッチ数		131	int  patchnumber = 0; // パッチ数
129			132
130	// We need at least one option to indicate a file to open		133	// We need at least one option to indicate a file to open
131	if (filename == NULL) {		134	if (filename == NULL) {
132	printf("Error: You need to specify a one file to open.\n");		135	printf("Error: You need to specify a one file to open.\n");
133	return -1;		136	return -1;
134	}		137	}
135			138
136	// Try to open it		139	// Try to open it
137	filetoopen = fopen(filename, "r");		140	filetoopen = fopen(filename, "r");
138	if (filetoopen == NULL) {		141	if (filetoopen == NULL) {
139	printf("Error: Failed to open/read \"%s\".\n", filename);		142	printf("Error: Failed to open/read \"%s\".\n", filename);
140	return -2;		143	return -2;
141	}		144	}
142	printf("Reading model from \"%s\"\n", filename);		145	printf("Reading model from \"%s\"\n", filename);
143			146
144	// １行ずつ読込		147	// １行ずつ読込
145	while (fgets(oneline, sizeof(oneline), filetoopen) != NULL) {		148	while (fgets(oneline, sizeof(oneline), filetoopen) != NULL) {
146	linenumber++;		149	linenumber++;
147			150
148	// もし行内に１文字もなければ（１単語もなければ）次行へ		151	// もし行内に１文字もなければ（１単語もなければ）次行へ
149	if (sscanf(oneline, "%256s", firstword) < 1)		152	if (sscanf(oneline, "%256s", firstword) < 1)
150	continue;		153	continue;
151	// もし先頭が#で始まっていれば次行へ		154	// もし先頭が#で始まっていれば次行へ
152	if (firstword[0] == '#')		155	if (firstword[0] == '#')
153	continue;		156	continue;
154	// 他のエラートラップ		157	// 他のエラートラップ
155	if (0) {		158	if (0) {
156	printf("Skip(line=%d): %s\n", linenumber, oneline);		159	printf("Skip(line=%d): %s\n", linenumber, oneline);
157	continue;		160	continue;
158	}		161	}
159			162
160	if (ic2_InsertPATCH(firstpatchptr, oneline)) {		163	if (ic2_InsertPATCH(firstpatchptr, oneline)) {
161	printf("Model reading is interrupted.\n");		164	printf("Model reading is interrupted.\n");
162	break;		165	break;
163	}		166	}
164	patchnumber++;		167	patchnumber++;
165	}		168	}
166			169
167	// And close it		170	// And close it
168	if (fclose(filetoopen) != 0) {		171	if (fclose(filetoopen) != 0) {
169	printf("Error: Failed to close \"%s\".\n", filename);		172	printf("Error: Failed to close \"%s\".\n", filename);
170	// error, but we get data anyway...		173	// error, but we get data anyway...
171	}		174	}
172			175
173	printf("Finish reading the model (%d patches).\n", patchnumber);		176	printf("Finish reading the model (%d patches).\n", patchnumber);
174	return patchnumber;		177	return patchnumber;
175	}		178	}
176			179
177	// -----------------------------------------------------		180	// -----------------------------------------------------
178	// 三角形パッチ構造体(ic2PATCH)リストの表示		181	// 三角形パッチ構造体(ic2PATCH)リストの表示
179	// -----------------------------------------------------		182	// -----------------------------------------------------
180	int ic2_PrintPATCHList (struct ic2PATCH *firstpatchptr) {		183	int ic2_PrintPATCHList (struct ic2PATCH *firstpatchptr) {
181	struct ic2PATCH *p;		184	struct ic2PATCH *p;
182	int np = 0;		185	int np = 0;
183			186
184	for (p = firstpatchptr; p != NULL; p = p->next) {		187	for (p = firstpatchptr; p != NULL; p = p->next) {
185	np++;		188	np++;
186	printf("PATCH: (%g, %g, %g), (%g, %g, %g), (%g, %g, %g), rgb=[%g, %g, %g]\n",		189	printf("PATCH: (%g, %g, %g), (%g, %g, %g), (%g, %g, %g), rgb=[%g, %g, %g]\n",
187	p->s.x, p->s.y, p->s.z,		190	p->s.x, p->s.y, p->s.z,
188	p->t.x, p->t.y, p->t.z,		191	p->t.x, p->t.y, p->t.z,
189	p->u.x, p->u.y, p->u.z,		192	p->u.x, p->u.y, p->u.z,
190	p->c.r, p->c.g, p->c.b);		193	p->c.r, p->c.g, p->c.b);
191	}		194	}
192			195
193	return np;		196	return np;
194	}		197	}
195			198
196	// ***********************************************************************		199	// ***********************************************************************
197	// gl utilitiess *********************************************************		200	// gl utilitiess *********************************************************
198			201
199	// +----------------------------------------------------		202	// +----------------------------------------------------
200	// MODELVIEW Matrix と PROJECTION を表示する		203	// MODELVIEW Matrix と PROJECTION を表示する
201	// +----------------------------------------------------		204	// +----------------------------------------------------
202	void ic2_ShowMATRIX (char *str) {		205	void ic2_ShowMATRIX (char *str) {
203	GLfloat m[16]; // GL_MODELVIEW matrix		206	GLfloat m[16]; // GL_MODELVIEW matrix
204	GLfloat p[16]; // GL_PROJECTION matrix		207	GLfloat p[16]; // GL_PROJECTION matrix
205			208
206	glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX , m);  // MODELVIEWのスタックトップmatrixをmにコピー		209	glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX , m);  // MODELVIEWのスタックトップmatrixをmにコピー
207	glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, p); // PROJECTIONのスタックトップmatrixをpにコピー		210	glGetFloatv(GL_PROJECTION_MATRIX, p); // PROJECTIONのスタックトップmatrixをpにコピー
208	if (str != NULL) printf("<< %s >>\n", str);		211	if (str != NULL) printf("<< %s >>\n", str);
209	printf("MODELVIEW Matrix                        PROJECTION Matrix\n");		212	printf("MODELVIEW Matrix                        PROJECTION Matrix\n");
210	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",		213	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",
211	m[ 0], m[ 4], m[ 8], m[12],     p[ 0], p[ 4], p[ 8], p[12]);		214	m[ 0], m[ 4], m[ 8], m[12],     p[ 0], p[ 4], p[ 8], p[12]);
212	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",		215	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",
213	m[ 1], m[ 5], m[ 9], m[13],     p[ 1], p[ 5], p[ 9], p[13]);		216	m[ 1], m[ 5], m[ 9], m[13],     p[ 1], p[ 5], p[ 9], p[13]);
214	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",		217	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",
215	m[ 2], m[ 6], m[10], m[14],     p[ 2], p[ 6], p[10], p[14]);		218	m[ 2], m[ 6], m[10], m[14],     p[ 2], p[ 6], p[10], p[14]);
216	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",		219	printf("%7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f      %7.3f  %7.3f  %7.3f  %7.3f\n",
217	m[ 3], m[ 7], m[11], m[15],     p[ 3], p[ 7], p[11], p[15]);		220	m[ 3], m[ 7], m[11], m[15],     p[ 3], p[ 7], p[11], p[15]);
218	}		221	}
219			222
220	// ***********************************************************************		223	// ***********************************************************************
221	// objects_embeded *******************************************************		224	// objects_embeded *******************************************************
222			225
223	// +----------------------------------------------------		226	// +----------------------------------------------------
224	// 正方形を描く		227	// 正方形を描く
225	// +----------------------------------------------------		228	// +----------------------------------------------------
226	void ic2_FigSquare (float s) {		229	void ic2_FigSquare (float s) {
227	glDisable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを一旦切る		230	glDisable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを一旦切る
228			231
229	// 正方形（Z=0の平面内、+/- 0.9)		232	// 正方形（Z=0の平面内、+/- 0.9)
230	glBegin(GL_LINE_LOOP); {		233	glBegin(GL_LINE_LOOP); {
231	glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);		234	glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
232	glVertex3f(s * -1, s * -1, 0.0);		235	glVertex3f(s * -1, s * -1, 0.0);
233	glVertex3f(s * +1, s * -1, 0.0);		236	glVertex3f(s * +1, s * -1, 0.0);
234	glVertex3f(s * +1, s * +1, 0.0);		237	glVertex3f(s * +1, s * +1, 0.0);
235	glVertex3f(s * -1, s * +1, 0.0);		238	glVertex3f(s * -1, s * +1, 0.0);
236	} glEnd();		239	} glEnd();
237			240
238	// ３軸		241	// ３軸
239	glBegin(GL_LINES); {		242	glBegin(GL_LINES); {
240	glColor3f(1.0, 0.5, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.85, 0.0,  0.0); // X (red)		243	glColor3f(1.0, 0.5, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.85, 0.0,  0.0); // X (red)
241	glColor3f(0.5, 1.0, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.70, 0.0); // Y (green)		244	glColor3f(0.5, 1.0, 0.5); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.70, 0.0); // Y (green)
242	glColor3f(0.5, 0.5, 1.0); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.0,  1.0); // Z (blue)		245	glColor3f(0.5, 0.5, 1.0); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(0.0,  0.0,  1.0); // Z (blue)
243	} glEnd();		246	} glEnd();
244			247
245	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する		248	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する
246	}		249	}
247			250
248	// +----------------------------------------------------		251	// +----------------------------------------------------
249	// ティーポットを描く (glutの作り付け関数の１つ)		252	// ティーポットを描く (glutの作り付け関数の１つ)
250	// +----------------------------------------------------		253	// +----------------------------------------------------
251	void ic2_FigSolidTeapot (float s) {		254	void ic2_FigSolidTeapot (float s) {
252	GLfloat obj_ref[] = {1.0, 1.0, 0.3, 1.0}; // teapotの色情報 (DIFFUSE用)		255	GLfloat obj_ref[] = {1.0, 1.0, 0.3, 1.0}; // teapotの色情報 (DIFFUSE用)
253	GLfloat obj_shn[] = {10.0};               // teapotの色情報 (SHININESS用)		256	GLfloat obj_shn[] = {10.0};               // teapotの色情報 (SHININESS用)
254			257
255	// 色の設定		258	// 色の設定
256	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, obj_ref);		259	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, obj_ref);
257	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, obj_shn);		260	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, obj_shn);
258			261
259	glutSolidTeapot(s);		262	glutSolidTeapot(s);
260	}		263	}
261			264
262	// ***********************************************************************		265	// ***********************************************************************
			266	// objects_model *********************************************************
			267
			268	// +----------------------------------------------------
			269	// ファイルからの物体を表示
			270	// +----------------------------------------------------
			271	int ic2_DrawModel (struct ic2PATCH *firstpatchptr) {
			272	struct ic2PATCH  *p; // パッチ構造体へのポインタ
			273
			274	for (p = firstpatchptr; p != NULL; p = p->next) {
			275	GLfloat v[4];
			276
			277	// 面の色要素（反射特性）をDiffuseとSpecularについて指示
			278	v[0] = p->c.r; v[1] = p->c.g; v[2] = p->c.b; v[3] = 1.0;
			279	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, v);
			280	v[0] = 10.0;
			281	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, v);
			282
			283	// 面を構成する３頂点を指示
			284	glBegin(GL_TRIANGLES); {
			285	glVertex3f(p->s.x, p->s.y, p->s.z);
			286	glVertex3f(p->t.x, p->t.y, p->t.z);
			287	glVertex3f(p->u.x, p->u.y, p->u.z);
			288	} glEnd();
			289	}
			290	return 0;
			291	}
			292
			293	// ***********************************************************************
263	// lighting **************************************************************		294	// lighting **************************************************************
264			295
265	// +----------------------------------------------------		296	// +----------------------------------------------------
266	// 光源を用意		297	// 光源を用意
267	// +----------------------------------------------------		298	// +----------------------------------------------------
268	//  X     Y     Z     Diff(R,G,B)   Spec(R,G,B)		299	//  X     Y     Z     Diff(R,G,B)   Spec(R,G,B)
269	//  1.0   2.0   3.0   0.2 0.2 0.2   0.4 0.4 0.4		300	//  1.0   2.0   3.0   0.2 0.2 0.2   0.4 0.4 0.4
270	// -1.0   2.0   3.0   0.4 0.4 0.4   0.4 0.4 0.4		301	// -1.0   2.0   3.0   0.4 0.4 0.4   0.4 0.4 0.4
271	//  0.0   4.0   0.0   1.0 1.0 1.0   1.0 1.0 1.0		302	//  0.0   4.0   0.0   1.0 1.0 1.0   1.0 1.0 1.0
272	void ic2_LightSetA (void) {		303	void ic2_LightSetA (void) {
273	static int initflag = 0;		304	static int initflag = 0;
274			305
275	if (initflag == 0) {		306	if (initflag == 0) {
276	glEnable(GL_DEPTH_TEST); // デプスバッファによる描画を行う		307	glEnable(GL_DEPTH_TEST); // デプスバッファによる描画を行う
277	glEnable(GL_NORMALIZE);  // 法線ベクトルを常に正規化して解釈させる		308	glEnable(GL_NORMALIZE);  // 法線ベクトルを常に正規化して解釈させる
278	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する		309	glEnable(GL_LIGHTING);   // 光源によるシェーディングを開始する
279	glEnable(GL_LIGHT0);     // LIGHT0 を利用		310	glEnable(GL_LIGHT0);     // LIGHT0 を利用
280	glEnable(GL_LIGHT1);     // LIGHT1 を利用		311	glEnable(GL_LIGHT1);     // LIGHT1 を利用
281	glEnable(GL_LIGHT2);     // LIGHT2 を利用		312	glEnable(GL_LIGHT2);     // LIGHT2 を利用
282	initflag = 1;		313	initflag = 1;
283	}		314	}
284			315
285	GLfloat val[4];		316	GLfloat val[4];
286			317
287	val[0] =  1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, val);		318	val[0] =  1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, val);
288	val[0] =  0.2; val[1] =  0.2; val[2] =  0.2; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  val);		319	val[0] =  0.2; val[1] =  0.2; val[2] =  0.2; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  val);
289	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, val);		320	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, val);
290			321
291	val[0] = -1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, val);		322	val[0] = -1.0; val[1] =  2.0; val[2] =  3.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, val);
292	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE,  val);		323	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE,  val);
293	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, val);		324	val[0] =  0.4; val[1] =  0.4; val[2] =  0.4; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, val);
294			325
295	val[0] =  0.0; val[1] =  4.0; val[2] =  0.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_POSITION, val);		326	val[0] =  0.0; val[1] =  4.0; val[2] =  0.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_POSITION, val);
296	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_DIFFUSE,  val);		327	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_DIFFUSE,  val);
297	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_SPECULAR, val);		328	val[0] =  1.0; val[1] =  1.0; val[2] =  1.0; val[3] = 1.0; glLightfv(GL_LIGHT2, GL_SPECULAR, val);
298	}		329	}
299			330
300	// ***********************************************************************		331	// ***********************************************************************
301	// camera work ***********************************************************		332	// camera work ***********************************************************
302			333
303	// +----------------------------------------------------		334	// +----------------------------------------------------
304	// カメラの投影行列を設定		335	// カメラの投影行列を設定
305	// +----------------------------------------------------		336	// +----------------------------------------------------
306	// 利用する大域変数： window_w, window_h		337	// 利用する大域変数： window_w, window_h
307	// window_w/window_hの変化に対して、物体の見かけの大きさが変わらないように描画		338	// window_w/window_hの変化に対して、物体の見かけの大きさが変わらないように描画
308	// → ortho_unit が重要！		339	// → ortho_unit が重要！
309	//		340	//
310	void ic2_SetUpCamera_Ortho (void) {		341	void ic2_SetUpCamera_Ortho (void) {
311	float wlimit, hlimit;		342	float wlimit, hlimit;
312	wlimit = (window_w/2) / ortho_unit;		343	wlimit = (window_w/2) / ortho_unit;
313	hlimit = (window_h/2) / ortho_unit;		344	hlimit = (window_h/2) / ortho_unit;
314			345
315	// glOrtho(左端, 右端, 下端, 上端, 近接側クリッピング面,  遠方側クリッピング面)		346	// glOrtho(左端, 右端, 下端, 上端, 近接側クリッピング面,  遠方側クリッピング面)
316	glMatrixMode(GL_PROJECTION);		347	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
317	glLoadIdentity(); // 毎フレーム再設定するのでPROJECTION行列スタックトップの初期化が必要に		348	glLoadIdentity(); // 毎フレーム再設定するのでPROJECTION行列スタックトップの初期化が必要に
318	glOrtho(-wlimit, wlimit, -hlimit, hlimit, -1.0, 1.0);		349	glOrtho(-wlimit, wlimit, -hlimit, hlimit, -1.0, 1.0);
319	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);		350	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
320	}		351	}
321			352
322	// ***********************************************************************		353	// ***********************************************************************
323	// rendering *************************************************************		354	// rendering *************************************************************
324			355
325	// +----------------------------------------------------		356	// +----------------------------------------------------
326	// スクリーンに描画する		357	// スクリーンに描画する
327	// +----------------------------------------------------		358	// +----------------------------------------------------
328	void ic2_DrawFrame (void) {		359	void ic2_DrawFrame (void) {
329			360
330	// (前処理) 以前にglClearColor()で指定した色で塗り潰す		361	// (前処理) 以前にglClearColor()で指定した色で塗り潰す
331	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);		362	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
332	// (前処理) 今回CGを描画する範囲		363	// (前処理) 今回CGを描画する範囲
333	glViewport(0, 0, window_w, window_h);		364	glViewport(0, 0, window_w, window_h);
334			365
335	// (1) カメラの設置		366	// (1) カメラの設置
336	ic2_SetUpCamera_Ortho();		367	ic2_SetUpCamera_Ortho();
337			368
338	// (2) 光源の設置		369	// (2) 光源の設置
339	ic2_LightSetA();		370	ic2_LightSetA();
340			371
341	// (3) 物体の設置		372	// (3) 物体の設置
342	if (tgl_showpredefined == 1) {		373	if (tgl_showpredefined == 1) {
343	// 物体描画:正方形		374	// 物体描画:正方形
344	ic2_FigSquare(0.9);		375	ic2_FigSquare(0.9);
345	// 物体描画:ティーポット		376	// 物体描画:ティーポット
346	ic2_FigSolidTeapot(0.5);		377	ic2_FigSolidTeapot(0.5);
347	}		378	}
			379	ic2_DrawModel(firstpatchptr);
348			380
349	// (後処理) スクリーンの切り替え		381	// (後処理) スクリーンの切り替え
350	glutSwapBuffers();		382	glutSwapBuffers();
351			383
352	}		384	}
353			385
354	// ***********************************************************************		386	// ***********************************************************************
355	// callbacks *************************************************************		387	// callbacks *************************************************************
356			388
357	// +----------------------------------------------------		389	// +----------------------------------------------------
358	// キーが何か押されたときの対策用関数		390	// キーが何か押されたときの対策用関数
359	// +----------------------------------------------------		391	// +----------------------------------------------------
360	// glutKeyboardFunc()にて登録予定		392	// glutKeyboardFunc()にて登録予定
361	// 引数 : key ... 入力文字		393	// 引数 : key ... 入力文字
362	// 引数 : x   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＸ位置		394	// 引数 : x   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＸ位置
363	// 引数 : y   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＹ位置		395	// 引数 : y   ... 文字が押されたときのマウスカーソルのＹ位置
364	void ic2_NormalKeyInput (unsigned char key, int x, int y) {		396	void ic2_NormalKeyInput (unsigned char key, int x, int y) {
365	float delta_t = 0.1; // [unit]		397	float delta_t = 0.1; // [unit]
366	float delta_r = 1.0; // [degree]		398	float delta_r = 1.0; // [degree]
367			399
368	switch (key) {		400	switch (key) {
369	case 'q' :		401	case 'q' :
370	case 'Q' :		402	case 'Q' :
371	case 27 : // ESCキーのこと		403	case 27 : // ESCキーのこと
372	exit (0);		404	exit (0);
373	break;		405	break;
374			406
375	// Translation -_+ : [X]h_l [Y]n_u [Z]j_k		407	// Translation -_+ : [X]h_l [Y]n_u [Z]j_k
376	case 'h': glTranslatef(delta_t * -1, 0, 0); break;		408	case 'h': glTranslatef(delta_t * -1, 0, 0); break;
377	case 'l': glTranslatef(delta_t * +1, 0, 0); break;		409	case 'l': glTranslatef(delta_t * +1, 0, 0); break;
378	case 'n': glTranslatef(0, delta_t * -1, 0); break;		410	case 'n': glTranslatef(0, delta_t * -1, 0); break;
379	case 'u': glTranslatef(0, delta_t * +1, 0); break;		411	case 'u': glTranslatef(0, delta_t * +1, 0); break;
380	case 'j': glTranslatef(0, 0, delta_t * -1); break;		412	case 'j': glTranslatef(0, 0, delta_t * -1); break;
381	case 'k': glTranslatef(0, 0, delta_t * +1); break;		413	case 'k': glTranslatef(0, 0, delta_t * +1); break;
382			414
383	// Rotation -_+ : [Y]a_f [Z]s_d [X]x_w		415	// Rotation -_+ : [Y]a_f [Z]s_d [X]x_w
384	case 'x': glRotatef(delta_r * -1, 1, 0, 0); break;		416	case 'x': glRotatef(delta_r * -1, 1, 0, 0); break;
385	case 'w': glRotatef(delta_r * +1, 1, 0, 0); break;		417	case 'w': glRotatef(delta_r * +1, 1, 0, 0); break;
386	case 'a': glRotatef(delta_r * -1, 0, 1, 0); break;		418	case 'a': glRotatef(delta_r * -1, 0, 1, 0); break;
387	case 'f': glRotatef(delta_r * +1, 0, 1, 0); break;		419	case 'f': glRotatef(delta_r * +1, 0, 1, 0); break;
388	case 's': glRotatef(delta_r * -1, 0, 0, 1); break;		420	case 's': glRotatef(delta_r * -1, 0, 0, 1); break;
389	case 'd': glRotatef(delta_r * +1, 0, 0, 1); break;		421	case 'd': glRotatef(delta_r * +1, 0, 0, 1); break;
390			422
391	// [Scale] v_b		423	// [Scale] v_b
392	case 'v': glScalef(0.95, 0.95, 0.95); break;		424	case 'v': glScalef(0.95, 0.95, 0.95); break;
393	case 'b': glScalef(1.05, 1.05, 1.05); break;		425	case 'b': glScalef(1.05, 1.05, 1.05); break;
394			426
395	// [Reset]		427	// [Reset]
396	case 'R':		428	case 'R':
397	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);		429	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
398	glPopMatrix(); // 保護されてた第１階層に降りる		430	glPopMatrix(); // 保護されてた第１階層に降りる
399	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		431	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
400	break;		432	break;
401			433
402	// [Show Stacktop MODELVIEW Matrix]		434	// [Show Stacktop MODELVIEW Matrix]
403	case 'p':		435	case 'p':
404	ic2_ShowMATRIX("Current status");		436	ic2_ShowMATRIX("Current status");
405	break;		437	break;
406			438
407	// [Toggle Objects] T		439	// [Toggle Objects] T
408	case 'T': tgl_showpredefined *= -1; break;		440	case 'T': tgl_showpredefined *= -1; break;
409	}		441	}
410			442
411	// 次のメインループ(glutMainLoop)での繰り返し時に描画を要求		443	// 次のメインループ(glutMainLoop)での繰り返し時に描画を要求
412	glutPostWindowRedisplay(window_id);		444	glutPostWindowRedisplay(window_id);
413	}		445	}
414			446
415	// +----------------------------------------------------		447	// +----------------------------------------------------
416	// ウィンドウサイズの変更が生じたときの対策用関数		448	// ウィンドウサイズの変更が生じたときの対策用関数
417	// +----------------------------------------------------		449	// +----------------------------------------------------
418	// glutReshapeFunc()にて登録		450	// glutReshapeFunc()にて登録
419	void ic2_ReshapeWindow (int w, int h) {		451	void ic2_ReshapeWindow (int w, int h) {
420			452
421	// 新しいウィンドウサイズを大域変数にセット		453	// 新しいウィンドウサイズを大域変数にセット
422	window_w = w; window_h = h;		454	window_w = w; window_h = h;
423			455
424	// 次のメインループ(glutMainLoop)での繰り返し時に描画を要求		456	// 次のメインループ(glutMainLoop)での繰り返し時に描画を要求
425	glutPostWindowRedisplay(window_id);		457	glutPostWindowRedisplay(window_id);
426	}		458	}
427			459
428	// +----------------------------------------------------		460	// +----------------------------------------------------
429	// OpenGLとしてのWindowの初期化		461	// OpenGLとしてのWindowの初期化
430	// +----------------------------------------------------		462	// +----------------------------------------------------
431	void ic2_BootWindow (char winname[]) {		463	void ic2_BootWindow (char winname[]) {
432			464
433	// ダブルバッファ,RGB表色モード,デプスバッファ を利用		465	// ダブルバッファ,RGB表色モード,デプスバッファ を利用
434	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);		466	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
435			467
436	// ウィンドウの大きさ		468	// ウィンドウの大きさ
437	glutInitWindowSize(window_w, window_h);		469	glutInitWindowSize(window_w, window_h);
438			470
439	// ウィンドウを開く		471	// ウィンドウを開く
440	window_id = glutCreateWindow(winname);		472	window_id = glutCreateWindow(winname);
441			473
442	// レンダリングにはSmooth Shadingを採用		474	// レンダリングにはSmooth Shadingを採用
443	glShadeModel(GL_SMOOTH);		475	glShadeModel(GL_SMOOTH);
444			476
445	// ウィンドウ全体を書き直すときの色(ここでは黒)		477	// ウィンドウ全体を書き直すときの色(ここでは黒)
446	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);		478	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
447			479
448	// 初期MODELVIEW matrixの保護		480	// 初期MODELVIEW matrixの保護
449	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);		481	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
450	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		482	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
451			483
452	// Callback関数を設定 (イベント処理)		484	// Callback関数を設定 (イベント処理)
453	glutIdleFunc(ic2_DrawFrame); // 暇だったらフレームを描く(よい実装ではない)		485	glutIdleFunc(ic2_DrawFrame); // 暇だったらフレームを描く(よい実装ではない)
454	glutKeyboardFunc(ic2_NormalKeyInput); // キーが押されたときの対策		486	glutKeyboardFunc(ic2_NormalKeyInput); // キーが押されたときの対策
455	glutReshapeFunc(ic2_ReshapeWindow); // ウィンドウサイズ変更が検知されたときの対策		487	glutReshapeFunc(ic2_ReshapeWindow); // ウィンドウサイズ変更が検知されたときの対策
456	}		488	}
457			489
458	// ***********************************************************************		490	// ***********************************************************************
459	// main  *****************************************************************		491	// main  *****************************************************************
460	// +----------------------------------------------------		492	// +----------------------------------------------------
461	// Main Function		493	// Main Function
462	// +----------------------------------------------------		494	// +----------------------------------------------------
463	int main (int argc, char *argv[]) {		495	int main (int argc, char *argv[]) {
464	struct ic2PATCH *firstpatchptr = NULL;
465	int numberpatches = 0;		496	int numberpatches = 0;
466			497
467	// model ファイルの読み込み		498	// model ファイルの読み込み
468	if (argc <= 1) {		499	if (argc <= 1) {
469	printf("Error: no model file is specified.\n");		500	printf("Error: no model file is specified.\n");
470	return 1;		501	return 1;
471	}		502	}
472	numberpatches = ic2_ReadModel(argv[1], &firstpatchptr);		503	numberpatches = ic2_ReadModel(argv[1], &firstpatchptr);
473	if (numberpatches < 0) {		504	if (numberpatches < 0) {
474	printf("Error: invalid model \"%s\", reading failed.\n", argv[1]);		505	printf("Error: invalid model \"%s\", reading failed.\n", argv[1]);
475	return 1;		506	return 1;
476	}		507	}
477	printf("Number of Patches in the model = %d \n", numberpatches);		508	printf("Number of Patches in the model = %d \n", numberpatches);
478			509
479	// glutライブラリによる引数の解釈		510	// glutライブラリによる引数の解釈
480	glutInit(&argc, argv);		511	glutInit(&argc, argv);
481			512
482	// OpenGL Window の初期化		513	// OpenGL Window の初期化
483	ic2_BootWindow(argv[0]);		514	ic2_BootWindow(argv[0]);
484			515
485	// 無限ループの開始		516	// 無限ループの開始
486	glutMainLoop();		517	glutMainLoop();
487			518
488	return 0;		519	return 0;
489	}		520	}

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