Nepovinné úkoly na procvičování po 2. cvičení
Úkoly jsou pouze pro procvičení látky, není to písemka, nebudou kontrolovány. Případné dotazy
směřujte na diskuzní fórum nebo pošlete e-mail cvičícím.
Poznámka: V jednotlivých sekcích jsou úkoly odstupňovány podle náročnosti.
Procvičování modelové matice
Úkol 1: Pokud jste na cvičeních nestihli stůl, vytvořte jej. Na stole vytvořte pyramidu nebo věž z
kostiček.
Úkol 2: Vytvořte model sluneční soustavy: Slunce, okolo něj obíhající planety a Měsíc obíhající
okolo Země.
Úkol 3: Vytvořte jednoduchou scénu s podlahou a několika objekty nad ní, např. kostka, konvička,
a po stisku klávesy G nechte objekty na podlahu spadnout. Pohyb objektů k podlaze simulujte jako
působení gravitační síly Země.
Procvičování pohledové matice
Úkoly 4: Pomocí klávesnice a/nebo myši upravujte pozici pozorovatele tak, aby bylo možné si
scénu se stolem prohlédnout z libovolného místa. Můžete například pomocí šipek měnit pozici oka
pozorovatele (místo, na které se díváte, a směr nahoru zůstane stejný), ale možnosti necháváme na
Vás, úkolem je pouze to, aby bylo možné si scénu prohlédnout.
Nápověda: Např. je možné pohybovat s kamerou po kružnici okolo scény.
Úkol 5: Vytvořte kameru jako z first-person-shooter hry, to znamená:
• směr, kterým se uživatel dívá, se ovládá pohybem myši,
• kamera se pohybuje, dokud držíte klávesu na klávesnici, bez trhání,
• směr pohybu dopředu/dozadu/vlevo/vpravo je dán směrem, kterým se uživatel dívá.
Nápověda: Pozici kamery nemusíte nastavovat jen pomocí Matrix4f.lookAt, její pozici a
natočení lze definovat i pomocí matic translace a rotace, jen si dobře uvědomte, v jakém pořadí se
mají tyto matice znásobit a jaké pozice/úhly musíte použít.
Úkol 6: Umístěte kameru na povrch některé z planet sluneční soustavy z minulého odstavce,
kamera samozřejmě musí být stále na stejném místě povrchu této planety, i když se planeta
pohybuje.
Procvičování projekční matice
Úkol 7: Ve scéně se stolem nechte uživatele přepínat mezi ortografickou (Matrix4f.ortho) a
perspektivní projekcí.
Úkol 8: Pomocí glViewport rozdělte okno na 4 části a ve všech částech vykreslete tutéž scénu se
stolem: v jedné části použijte pohled zepředu (ortografickou projekci), ve druhé pohled shora (taky
orto. p.), ve třetí pohled zboku (taky orto. p.) a ve čtvrté perspektivní projekci.
Úkol 9: Vytvořte projekční matici pro kabinetní projekci (viz
https://cs.wikipedia.org/wiki/Kosoúhlé_promítání). Kabinetní projekce se často používá na
středních školách, je to ta projekce, kde se osa z zobrazuje pod úhlem 45 stupňů a všechny
velikosti v této ose se zkracují na polovinu.
• Zobrazte v této projekci jednoduchou kostku a ověřte, že je projekce opravdu správně, třeba
pravítkem a úhloměrem :-).
• Použijte tuto projekci na scénu se stolem, umožněte uživateli dívat se z různých míst.
Vzorové řešení vybraných příkladů
Úkol 1: Na stole vytvořte pyramidu nebo věž z kostiček.
Řešení:
• vykreslíme pyramidu ve Cv2   render()→
• nový kód (Cv2.java):
...
private void drawCube(Matrix4f mv, Matrix4f p, Vector3f pos, Vector3f color) {
Matrix4f scaledMV = new Matrix4f(mv)
.translate(pos)
.scale(0.125f);
drawModel(scaledMV, p, cubeArray, 36, color);
}
...
...
private void render() {
...
Matrix4f cubesMV = new Matrix4f(view)
.translate(0f, 1.6f, 0f);
// bottom row
drawCube(cubesMV, projection, new Vector3f(-0.35f, 0f, 0f), new Vector3f(1f, 0f, 0f));
drawCube(cubesMV, projection, new Vector3f( 0f, 0f, 0f), new Vector3f(0f, 1f, 0f));
drawCube(cubesMV, projection, new Vector3f( 0.35f, 0f, 0f), new Vector3f(0f, 0f, 1f));
// middle row
drawCube(cubesMV, projection, new Vector3f(-0.175f, 0.25f, 0f), new Vector3f(1f, 1f, 0f));
drawCube(cubesMV, projection, new Vector3f( 0.175f, 0.25f, 0f), new Vector3f(0f, 1f, 1f));
// top
drawCube(cubesMV, projection, new Vector3f(0.0f, 0.5f, 0f), new Vector3f(1f, 1f, 1f));
...
}
...
Úkol 4: Pomocí klávesnice a/nebo myši upravujte pozici pozorovatele tak, aby bylo možné si scénu
se stolem prohlédnout z libovolného místa.
Řešení:
• do třídy Cv2 přidáme nový atribut angle typu float
• přidáme/rozšíříme obsluhu kláves o stisk a opakování kláves E a Q pro úvpravu angle
• nový/upravený kód (Cv2.java):
// new class variable
private float angle;
...
...
// new code in KeyCallback or equivalent in GLUT
if (action == GLFW_PRESS || action == GLFW_REPEAT) {
switch (key) {
case GLFW_KEY_E:
angle += 0.1;
break;
case GLFW_KEY_Q:
angle -= 0.1;
break;
}
}
...
...
// modifed view matrix
Matrix4f view = new Matrix4f()
.lookAt(5f * (float) Math.sin(angle), 4f, 5f * (float) Math.cos(angle),
0f, 0f, 0f,
0f, 1f, 0f);