Open TK : Mise à jour sans refaire la scène entièrement

**electroremy** · 23/10/2016, 16h37

Bonjour,

Je suis en train d'intégrer une visu en 3D dans un de mes logiciels avec OpenTK

La galère car le manuel disponible dans https://github.com/opentk/opentk/wiki est incomplet et beaucoup de liens renvoient vers l'ancien site www.OpenTK.com qui est mort

Impossible de mettre la main sur la "OpenTK API Reference" maintes fois citée...

Du coup je suis partit d'un petit code source exemple mais très rudimentaire.

Je suis arrivé à afficher ma pièce en 3D (listes de triangles) comme je le souhaite, et je peux la translater avec la souris, la tourner avec la souris, et zoomer avec la molette.

Problème 1 : à chaque action sur la souris je dois re-créer la scène entièrement, dès que la pièce est complexe ça rame

et quelle gâchis de ressources

Mais je ne sais pas comment faire pour seulement faire la translation et la rotation dans Open GL sans tout re-créer à partir de zéro

Problème 2 : comment faire pour avoir un éclairage réaliste (c'est à dire une dose d'éclairage ambiant + une dose diffuse + une dose spéculaire) ? Une seule source de lumière me suffirait largement ; car actuellement, la pièce est monochrome quelque soit l'angle des normales et le rendu est dégeu... Je peux résoudre ce problème moi-même en donnant une couleur différente à chaque triangle selon son orientation lors de la création du modèle

Voici mon code :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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Imports OpenTK
Imports OpenTK.Graphics
Imports OpenTK.Graphics.OpenGL
 
Public Class Visu3D
    Dim EtatBouton As Integer
    Dim XPrec As Integer, YPrec As Integer
    Dim AX As Double, AY As Double
    Dim AXPrec As Double, AYPrec As Double
    Dim PX As Single, PY As Single
    Dim PXPrec As Single, PYPrec As Single
    Dim PZ As Single
    Dim Debut As Boolean
 
    'Echelle et clipping :
    Private PixelToClipper As Double
    Private MmToClipper As Double
    Private ClipperToMm As Double
    Private dtx As Single
    Private dty As Single
    Private dtz As Single
 
    Public Sub New()
        Debut = True
        InitializeComponent()
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_Load(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles GlControl1.Load
        GL.ClearColor(Color.Black)
    End Sub
 
    Public Sub Montrer()
        EtatBouton = 0
        Debut = True
        Me.ShowDialog()
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_MouseDown(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles GlControl1.MouseDown
        Dim eX As Integer, eY As Integer
        eX = e.X
        eY = e.Y
        Select Case e.Button
            Case Windows.Forms.MouseButtons.Left : EtatBouton = 1
            Case Windows.Forms.MouseButtons.Right : EtatBouton = 2
            Case Else : EtatBouton = 0
        End Select
        If EtatBouton <> 0 Then
            XPrec = eX
            YPrec = eY
        End If
        Select Case EtatBouton
            Case 0
            Case 1
                AXPrec = AX
                AYPrec = AY
            Case 2
                PXPrec = PX
                PYPrec = PY
        End Select
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_MouseMove(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles GlControl1.MouseMove
        Dim DX As Integer, DY As Integer
        Dim eX As Integer, eY As Integer
        eX = e.X
        eY = e.Y
        DX = eX - XPrec
        DY = eY - YPrec
        Select Case EtatBouton
            Case 0 'RIEN
            Case 1 'ROTATION
                AX = AXPrec + DX * 0.3
                AY = AYPrec + DY * (-0.3)
                GlControl1.Invalidate()
            Case 2 'DEPLACEMENT
                PX = PXPrec + DX * (0.5F)
                PY = PYPrec + DY * (-0.5F)
                'PZ = PZPrec + DX * (-0.5F)
                GlControl1.Invalidate()
        End Select
    End Sub
 
    Private Sub Visu3D_MouseWheel(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles Me.MouseWheel
        PZ = PZ + e.Delta * (0.05F)
        GlControl1.Invalidate()
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_MouseUp(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles GlControl1.MouseUp
        Dim eX As Integer
        Dim eY As Integer
        Select Case EtatBouton
            Case 0
            Case 1
                AXPrec = AX
                AYPrec = AY
            Case 2
                PXPrec = PX
                PYPrec = PY
        End Select
 
        EtatBouton = 0
        eX = e.X
        eY = e.Y
    End Sub
 
    Private Sub Visu3D_ResizeEnd(sender As Object, e As System.EventArgs) Handles Me.ResizeEnd
        Call Init3D() 'AX, AY, PX, PY, PZ)
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_Paint(sender As Object, e As System.Windows.Forms.PaintEventArgs) Handles GlControl1.Paint
        If Debut Then
            AX = 0
            AY = 0
            PX = 0
            PY = 0
            PZ = 0
            Call Init3D()
            Debut = False
        Else
            'ICI C'EST DEBILE : on créé toute la scène à chaque fois
            'Call Init3D()
 
            'Alors qu'il faudrait juste la déplacer si AX, AY, PX, PY, PZ changent et l'afficher
            Call Aff3D()
        End If
    End Sub
 
    Private Sub Aff3D()
        'AX, AY se modifient avec le bouton gauche de la souris
        'PX,PY se modifient avec le bouton droit de la souris
        'PZ se modifie avec la molette de la souris
        'Translation (PX, PY) et zoom (PZ)
        GL.Translate(PX, PY, PZ)
        'Rotation 
        GL.Rotate(AX, 0, 1, 0)
        GL.Rotate(AY, 0, 0, 1)
 
        'Comment actualiser l'affichage ???
        'Ca ne fonctionne pas
        GL.Flush()
    End Sub
 
    Private Sub Init3D()
        GL.Clear(ClearBufferMask.ColorBufferBit)
        GL.Clear(ClearBufferMask.DepthBufferBit)
 
        Dim perspective As Matrix4 = Matrix4.CreatePerspectiveFieldOfView(1.04, CSng(GlControl1.Width / GlControl1.Height), 1, 10000) 'Setup Perspective
        Dim lookat As Matrix4 = Matrix4.LookAt(0, 0, CSng((bm.Largeur + bm.Hauteur) * 0.5 / bm.UsiEchelle), 0, 0, 0, 0, 1, 0) 'Setup camera
        GL.MatrixMode(MatrixMode.Projection) 'Load Perspective
        GL.LoadMatrix(perspective)
        GL.MatrixMode(MatrixMode.Modelview) 'Load Camera
        GL.LoadIdentity()
        GL.LoadMatrix(lookat)
        GL.Viewport(0, 0, GlControl1.Width, GlControl1.Height) 'Size of window
        GL.Enable(EnableCap.DepthTest) 'Enable correct Z Drawings
        GL.DepthFunc(DepthFunction.Less) 'Enable correct Z Drawings
        GL.Enable(EnableCap.CullFace) 'Backface culling
 
        'AX, AY se modifient avec le bouton gauche de la souris
        'PX,PY se modifient avec le bouton droit de la souris
        'PZ se modifie avec la molette de la souris
        'Translation (PX, PY) et zoom (PZ)
        GL.Translate(PX, PY, PZ)
        'Rotation 
        GL.Rotate(AX, 0, 1, 0)
        GL.Rotate(AY, 0, 0, 1)
 
        GL.Begin(BeginMode.Triangles)
        'DESSIN DE LA PIECE --------------------------------------------------------
        dtx = CSng(-bm.Largeur * 0.5 / bm.UsiEchelle)
        dty = CSng(-bm.Hauteur * 0.5 / bm.UsiEchelle)
        dtz = 0
        Call E06_2_EcrireSTL() 'Cette fonction génére les triangles avec les fonctions GL.Color3 et GL.Vertex :
        'GL.Color3(Color.Red)
        'GL.Vertex3(x1 + dtx, y1 + dty, z1 + dtz)
        'GL.Color3(Color.Red)
        'GL.Vertex3(x2 + dtx, y2 + dty, z2 + dtz)
        'GL.Color3(Color.Red)
        'GL.Vertex3(x3 + dtx, y3 + dty, z3 + dtz)
        '---------------------------------------------------------------------------
        GL.End()
 
        'Finally...
        GraphicsContext.CurrentContext.VSync = True 'Caps frame rate as to not over run GPU
        GlControl1.SwapBuffers() 'Takes from the 'GL' and puts into control
    End Sub
 
End Class

**electroremy** · 23/10/2016, 17h11

Nouvelle version du code :

- effet "lumière" : la couleur de chaque triangle est calculée en fonction de sa normale

- contrôle des rotations avec la souris plus logique (la rotation autour de l'axe Z ne sert pas à grand chose)

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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Imports OpenTK
Imports OpenTK.Graphics
Imports OpenTK.Graphics.OpenGL
 
Public Class Visu3D
    Dim EtatBouton As Integer
    Dim XPrec As Integer, YPrec As Integer
    Dim AX As Double, AY As Double
    Dim AXPrec As Double, AYPrec As Double
    Dim PX As Single, PY As Single
    Dim PXPrec As Single, PYPrec As Single
    Dim PZ As Single
    Dim Debut As Boolean
 
    Dim LX As Single, LY As Single, LZ As Single
 
    'Echelle et clipping :
    Private PixelToClipper As Double
    Private MmToClipper As Double
    Private ClipperToMm As Double
    Private dtx As Single
    Private dty As Single
    Private dtz As Single
 
    Public Sub New()
        Debut = True
        InitializeComponent()
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_Load(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles GlControl1.Load
        GL.ClearColor(Color.Black)
    End Sub
 
    Public Sub Montrer()
        EtatBouton = 0
        Debut = True
        Call InitLumière(1, 0.5, 0.8)
        Me.ShowDialog()
    End Sub
 
    Private Sub InitLumière(X As Single, Y As Single, Z As Single)
        Dim invnorme As Single
        invnorme = 1 / CSng(Math.Sqrt(X * X + Y * Y + Z * Z))
        LX = X * invnorme
        LY = Y * invnorme
        LZ = Z * invnorme
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_MouseDown(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles GlControl1.MouseDown
        Dim eX As Integer, eY As Integer
        eX = e.X
        eY = e.Y
        Select Case e.Button
            Case Windows.Forms.MouseButtons.Left : EtatBouton = 1
            Case Windows.Forms.MouseButtons.Right : EtatBouton = 2
            Case Else : EtatBouton = 0
        End Select
        If EtatBouton <> 0 Then
            XPrec = eX
            YPrec = eY
        End If
        Select Case EtatBouton
            Case 0
            Case 1
                AXPrec = AX
                AYPrec = AY
            Case 2
                PXPrec = PX
                PYPrec = PY
        End Select
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_MouseMove(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles GlControl1.MouseMove
        Dim DX As Integer, DY As Integer
        Dim eX As Integer, eY As Integer
        eX = e.X
        eY = e.Y
        DX = eX - XPrec
        DY = eY - YPrec
        Select Case EtatBouton
            Case 0 'RIEN
            Case 1 'ROTATION
                AX = AXPrec + DX * 0.3
                AY = AYPrec + DY * (-0.3)
                GlControl1.Invalidate()
            Case 2 'DEPLACEMENT
                PX = PXPrec + DX * (0.5F)
                PY = PYPrec + DY * (-0.5F)
                'PZ = PZPrec + DX * (-0.5F)
                GlControl1.Invalidate()
        End Select
    End Sub
 
    Private Sub Visu3D_MouseWheel(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles Me.MouseWheel
        PZ = PZ + e.Delta * (0.05F)
        GlControl1.Invalidate()
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_MouseUp(sender As Object, e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles GlControl1.MouseUp
        Dim eX As Integer
        Dim eY As Integer
        Select Case EtatBouton
            Case 0
            Case 1
                AXPrec = AX
                AYPrec = AY
            Case 2
                PXPrec = PX
                PYPrec = PY
        End Select
 
        EtatBouton = 0
        eX = e.X
        eY = e.Y
    End Sub
 
    Private Sub Visu3D_ResizeEnd(sender As Object, e As System.EventArgs) Handles Me.ResizeEnd
        Call Init3D() 'AX, AY, PX, PY, PZ)
    End Sub
 
    Private Sub GlControl1_Paint(sender As Object, e As System.Windows.Forms.PaintEventArgs) Handles GlControl1.Paint
        If Debut Then
            AX = 0
            AY = 0
            PX = 0
            PY = 0
            PZ = 0
            Call Init3D()
            Debut = False
        Else
            'ICI C'EST DEBILE : on créé toute la scène à chaque fois
            Call Init3D()
 
            'Alors qu'il faudrait juste la déplacer si AX, AY, PX, PY, PZ changent et l'afficher
            'Call Aff3D()
        End If
    End Sub
 
    Private Sub Aff3D()
        'AX, AY se modifient avec le bouton gauche de la souris
        'PX,PY se modifient avec le bouton droit de la souris
        'PZ se modifie avec la molette de la souris
        'Translation (PX, PY) et zoom (PZ)
        GL.Translate(PX, PY, PZ)
        'Rotation 
        GL.Rotate(AX, 0, 1, 0)
        GL.Rotate(AY, 1, 0, 0)
 
        'Comment actualiser l'affichage ???
        'Ca ne fonctionne pas
        GL.Flush()
    End Sub
 
    Private Sub Init3D()
        GL.Clear(ClearBufferMask.ColorBufferBit)
        GL.Clear(ClearBufferMask.DepthBufferBit)
 
        Dim perspective As Matrix4 = Matrix4.CreatePerspectiveFieldOfView(1.04, CSng(GlControl1.Width / GlControl1.Height), 1, 10000) 'Setup Perspective
        Dim lookat As Matrix4 = Matrix4.LookAt(0, 0, CSng((bm.Largeur + bm.Hauteur) * 0.5 / bm.UsiEchelle), 0, 0, 0, 0, 1, 0) 'Setup camera
        GL.MatrixMode(MatrixMode.Projection) 'Load Perspective
        GL.LoadMatrix(perspective)
        GL.MatrixMode(MatrixMode.Modelview) 'Load Camera
        GL.LoadIdentity()
        GL.LoadMatrix(lookat)
        GL.Viewport(0, 0, GlControl1.Width, GlControl1.Height) 'Size of window
        GL.Enable(EnableCap.DepthTest) 'Enable correct Z Drawings
        GL.DepthFunc(DepthFunction.Less) 'Enable correct Z Drawings
        GL.Enable(EnableCap.CullFace) 'Backface culling
 
        'AX, AY se modifient avec le bouton gauche de la souris
        'PX,PY se modifient avec le bouton droit de la souris
        'PZ se modifie avec la molette de la souris
        'Translation (PX, PY) et zoom (PZ)
        GL.Translate(PX, PY, PZ)
        'Rotation 
        GL.Rotate(AX, 0, 1, 0)
        GL.Rotate(AY, 1, 0, 0)
        'GL.Rotate(AY, 0, 0, 1)
 
        GL.Begin(BeginMode.Triangles)
        'DESSIN DE LA PIECE --------------------------------------------------------
        dtx = CSng(-bm.Largeur * 0.5 / bm.UsiEchelle)
        dty = CSng(-bm.Hauteur * 0.5 / bm.UsiEchelle)
        dtz = 0
 
        Call E06_2_EcrireSTL() 'Cette fonction génére les triangles
        'Extrait du code de cette fonction :
        'Dim nx As Single, ny As Single, nz As Single
        'Dim invnorme As Single
        'Dim lum As Byte
        'Dim col As System.Drawing.Color
        ''Calcul vecteur normal :
        'nx = (y2 - y1) * (z3 - z1) - (z2 - z1) * (y3 - y1)
        'ny = (z2 - z1) * (x3 - x1) - (x2 - x1) * (z3 - z1)
        'nz = (x2 - x1) * (y3 - y1) - (y2 - y1) * (x3 - x1)
        'invnorme = 1 / CSng(Math.Sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz))
        'nx = nx * invnorme
        'ny = ny * invnorme
        'nz = nz * invnorme
        ''Calcul de la couleur :
        'lum = CByte(110 * (nx * LX + ny * LY + nz * LZ) + 140)
        'col = Color.FromArgb(lum, lum, lum)
        ''Le triangle :
        'GL.Color3(col)
        'GL.Vertex3(x1 + dtx, y1 + dty, z1 + dtz)
        'GL.Color3(col)
        'GL.Vertex3(x2 + dtx, y2 + dty, z2 + dtz)
        'GL.Color3(col)
        'GL.Vertex3(x3 + dtx, y3 + dty, z3 + dtz)
        '---------------------------------------------------------------------------
        GL.End()
 
        'Finally...
        GraphicsContext.CurrentContext.VSync = True 'Caps frame rate as to not over run GPU
        GlControl1.SwapBuffers() 'Takes from the 'GL' and puts into control
    End Sub
 
End Class

Open TK : Mise à jour sans refaire la scène entièrement

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