3.1输入与交互 计算机图形学 OpenGL 课件

计算机图形学杨武影像科学与技术实验室东南大学计算机学院[e-mail]2第三章输入与交互3第三章之第一节简介4基本内容常见的输入设备–物理设备–逻辑设备–输入模式事件驱动的输入光滑动画中的双缓存用GLUT进行事件输入编程5Sketchpad项目IvanSutherland(MIT1963)建立了刻画交互式计算机图形学的基本交互框架:–用户在显示器上看到一个对象–用户利用输入设备(光笔、鼠标、跟踪球等)点选该对象–对象发生了改变(移动、旋转、变形等)–重复上述过程6图形输入设备输入设备可以用下述两种属性中的一种进行描述物理属性–鼠标键盘跟踪球逻辑属性–设备通过API返回给程序的内容是什么？•位置•对象标识7物理设备mousetrackballlightpendatatabletjoystickspaceball8输入值数据板等类似设备直接向操作系统返回位置类似于鼠标、跟踪球以及游戏操纵杆等设备向操作系统返回一个步进输入(即速度)–必须把这些输入累加在一起得到一个绝对位置•鼠标滚轮的旋转•跟踪球的滚动•难以得到绝对位置•输入可能相当敏感9逻辑设备考虑C与C++代码–C++:cinx;–C:scanf(“%d”,&x);输入设备是什么?–键盘、文件、…–不管物理设备是什么，程序得到一个数(int)作为输入10图形逻辑设备在GKS和PHIGS中，定义了六种逻辑输入：–定位:返回一个位置–拾取:返回对象的标识ID–字符串:返回字符串–笔划:返回位置数组–定值:返回浮点数–选择:返回n项中的一项11输入模式如何以及何时获取输入？–触发器(trigger)•向操作系统发送一个信息•鼠标上的按钮、键盘上的键–测量值•当触发后，输入设备向系统返回信息•鼠标返回位置信息•键盘返回ASCII代码–请求(主动)或者事件(被动)12请求模式只有当用户触发了设备后，输入才提供给程序典型例子：键盘输入13采样模式程序需要输入函数调用时，输入设备立刻返回测量值–要求之前已经将输入数据存入缓存14事件模式绝大部分系统具有多个输入设备，每个设备都可能被用户在任意时间触发每个触发生成一个事件，事件的测量值放到事件队列中，用户程序检查该队列15事件类型窗口：改变尺寸、重新显示、缩成图标鼠标：点击一个或多个按钮，移动键盘：按下或释放某个键空闲：“没有事件”–可以定义如果队列中没有其它事件就可以进行的某种操作16回调回调是事件驱动输入方式的程序界面为图形系统可以识别的每种类型事件定义一个回调函数当相应的事件出现时，就会自动执行用户指定的函数GLUT示例:glutMouseFunc(mymouse)鼠标回调函数17GLUT中的回调函数GLUT识别在各种窗口系统(Windows,X,Macintosh)中都有的一组事件–glutDisplayFunc–glutMouseFunc–glutReshapeFunc–glutKeyboardFunc–glutIdleFunc–glutMotionFunc,glutPassiveMotionFunc18GLUT中的事件循环记住:在任何利用GLUT的程序中，main()的最后一行实质语句必须是glutMainLoop();这条语句使得程序进入一个无穷的事件循环每经过事件循环一次，GLUT进行下述操作–查看事件队列中的事件–对于在队列中的每个事件，如果定义了相应的回调函数，GLUT就执行这个回调函数–如果对该事件没有定义回调函数，那么就忽略该事件19显示回调函数只要GLUT确定需要刷新窗口，那么就会执行显示回调函数，例如–第一次打开窗口–窗口形状改变–重新露出窗口–用户程序决定需要改变显示内容在main()中–glutDisplayFunc(mydisplay)确定要执行的显示回调函数–每个GLUT程序都必须有一个显示回调函数，必要时可以设置为空函数20标识重新显示许多事件都会导致调用显示回调函数–这会导致遍历一次事件循环的过程中多次执行显示回调函数可以用下列方法避免这个问题glutPostRedisplay();这条语句设置一个标志当事件循环结束时，GLUT会检查是否设置了上述标志如果设置了标志，那么就会执行显示回调函数21空闲回调的应用当在事件队列中没有事件时，就执行该回调函数–glutIdleFunc(myidle)–动画中非常有用voidmyidle(){/*changesomething*/t+=dtglutPostRedisplay();}voidmydisplay(){glClear();/*根据t绘制图形*/glutSwapBuffers();}22全局变量的应用所有GLUT回调函数的调用形式是固定的–voidmydisplay()–voidmymouse(GLintbutton,GLintstate,GLintx,GLinty)为了向回调函数传递信息，必须应用全局变量floatt;/*全局变量*/voidmydisplay(){/*根据t绘制图形*/}23动画当通过显示回调函数重新绘制显示结果时，我们通常会首先清除整个窗口：–glClear()然后再绘制已发生了变化的显示结果问题：帧缓冲区中的信息在显示器上的显示结果出现了错位–图形系统可以同时向显存中写入内容和从中读出内容24双缓存不只用一个颜色缓冲区，而是应用两个缓冲区–前缓冲区:：显示它的内容，但不向它写入内容–后缓冲区：写入内容，不显示程序在main()中请求使用双缓存–glutInitDisplayMode(GL_RGB|GL_DOUBLE)–在显示回调函数结束之前，交换两个缓冲区voidmydisplay(){glClear();/*绘制图形*/glutSwapBuffers();}