第三章 图形对象.docx
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第三章图形对象
第三章图形对象
即使人们不知道苹果和梨是怎么种植的，也可以吃掉它们。
那么能否不必知道构造细节，也可以绘制出复杂的图形呢？
可以，图形对象就干这种事情。
Intra3D的图形对象隐藏了几何造型与绘制的细节，用户使用简单的几个接口函数就可以绘制出图形。
Intra3D2.0版提供了三类图形对象：
（1）常用几何对象，如长方体、锥体、圆柱体、球体、圆环体、Swept形体等对象；
（2）多边形模型对象，用于绘制Autodesk公司.3ds模型和Wavefront公司的.obj模型；
（3）商业统计图形对象，如柱形图、带状图、条形图、折线图、面积图、饼图、塔形图、曲线图、曲面图、进程图、股票图等对象。
Intra3D将“图形对象”和“形体节点”（见第四章）分层设计。
图形对象负责绘制，形体节点则处理3D交互。
形体节点可以动态地引用图形对象，从而实现交互式绘制。
这种分层设计可使Intra3D核心库具有良好的可扩展性，并使交互式3D应用程序的开发更加灵活。
3.1图形对象的基类与COM接口
图形对象的基类为GraphicalObject，相应的COM接口为IGraphicalObject。
在C++类库中，几何图形对象如BoxObject、ConeObject、CylinderObject、SphereObject与TorusObject，多边形模型对象如Model3DS与ModelOBJ，商业统计图形对象如ColumnChart3D、RibbonChart3D、LineChart2D与BartChar2D等，均为GraphicalObject的派生类。
在COM库中，上述对象均继承接口IGraphicalObject。
C++类库中GraphicalObject是Container的派生类，应使用AddRef与Release函数来管理内存。
源程序见Intra3D-DLL\Include\Layer2\GraphicalObject.h。
其定义如下：
classGraphicalObject:
publicContainer
{
public:
virtualvoidDraw（void）{}//图形绘制函数
//获取对象的包围盒，（dx,dy,dz）为长方体的幅值，（cx,cy,cz）为中心坐标，
virtualvoidGetBoundBox（float*dx,float*dy,float*dz,float*cx,float*cy,float*cz）
{*dx=*dy=*dz=0;*cx=*cy=*cz=0;}
//获取对象的包围球，（cx,cy,cz）为中心坐标，radius为半径
virtualvoidGetBoundSphere（float*radius,float*cx,float*cy,float*cz）
{*cx=*cy=*cz=0;*radius=0;}
//获取对象的最小坐标值（minx,miny,minz）与最大坐标值（maxx,maxy,maxz）
virtualvoidGetMinMax（float*minx,float*miny,float*minz,float*maxx,float*maxy,float*maxz）
{*minx=*miny=*minz=-0;*maxx=*maxy=*maxz=0;}
};
其中公有函数Draw、GetBoundBox、GetBoundSphere与GetMinMax均为虚函数，具体行为由派生类定义。
COM接口IGraphicalObject的定义如下（见Intra3D-COM\Intra3D.idl文件）：
interfaceIGraphicalObject:
IDispatch
{
HRESULTDraw（）;
HRESULTGetMinMax（[out]float*minX,[out]float*minY,[out]float*minZ,
[out]float*maxX,[out]float*maxY,[out]float*maxZ）;
HRESULTGetBoundSphere（[out]float*radius,[out]float*cx,[out]float*cy,[out]float*cz）;
HRESULTGetBoundBox（[out]float*dx,[out]float*dy,[out]float*dz,
[out]float*cx,[out]float*cy,[out]float*cz）;
};
3.2常用几何图形对象
Intra3D2.0C++类库与COM库中的常用几何图形对象有BoxObject、ConeObject、CylinderObject、SphereObject与TorusObject。
由于这几种图形对象的设计非常相似，本节仅以SphereObject为例讲述程序设计。
程序的重点是AddRef、Release与FinalRelease的使用。
3.2.1类SphereObject的程序
C++类库中的SphereObject程序见Intra3D-DLL\Include\Layer2\SphereObject.h和Intra3D-DLL\Layer2\SphereObject.cpp。
类SphereObject的定义如下：
classSphereObject:
publicGraphicalObject
{
public:
SphereObject（void）;//构造函数
voidSetSphere（floatradius,intslices=32）;//设置球体参数
voidSetDrawMode（intmode）;//设置绘制模式
voidSetMaterial（Material*pMat）;//设置材质
voidSetTexture（Texture2D*pTex）;//设置纹理
//-------------------以下为基类GraphicalObject的虚函数------------------
virtualvoidDraw（void）;
virtualvoidGetMinMax（float*minX,float*minY,float*minZ,
float*maxX,float*maxY,float*maxZ）;
virtualvoidGetBoundSphere（float*radius,float*cx,float*cy,float*cz）;
virtualvoidGetBoundBox（float*dx,float*dy,float*dz,float*cx,float*cy,float*cz）;
protected:
virtualvoidFinalRelease（void）;//基类Container的虚函数
protected:
floatm_fRadius;//球体半径
intm_iSlices;//球体经纬等份数
intm_iDrawMode;//绘制模式，取SOLID或者WIRE
Material*m_pMaterial;//引用材质
Texture2D*m_pTexture;//引用纹理
};
构造函数用于初始化成员变量：
SphereObject:
:
SphereObject（void）
{
m_fRadius=1.0;
m_iSlices=32;
m_iDrawMode=SOLID;
m_pMaterial=NULL;
m_pTexture=NULL;
}
SetMaterial函数用于引用外部定义的材质对象：
voidSphereObject:
:
SetMaterial（Material*pMat）
{
//1
if（m_pMaterial!
=NULL）
m_pMaterial->Release（）;
//2
m_pMaterial=pMat;
//3
if（pMat!
=NULL）
m_pMaterial->AddRef（）;
}
SetTexture函数用于引用外部定义的纹理对象：
voidSphereObject:
:
SetTexture（Texture2D*pTex）
{
//1
if（m_pTexture!
=NULL）
m_pTexture->Release（）;
//2
m_pTexture=pTex;
//3
if（pTex!
=NULL）
m_pTexture->AddRef（）;
}
当SphereObject:
:
Release在删除自身时，应先消除对材质对象和纹理对象的引用。
此工作由SphereObject:
:
FinalRelease函数实现：
voidSphereObject:
:
FinalRelease（void）
{
if（m_pMaterial!
=NULL）
m_pMaterial->Release（）;
if（m_pTexture!
=NULL）
m_pTexture->Release（）;
}
SetSphere函数用于设置球体的参数。
SetDrawMode用于设置球体的绘制模式，绘制模式有两种，可取SOLID或WIRE模式。
voidSphereObject:
:
SetSphere（floatradius,intslices）
{
m_fRadius=radius;
m_iSlices=slices;
}
voidSphereObject:
:
SetDrawMode（intmode）
{
m_iDrawMode=mode;
}
Draw函数用于绘制球体。
当绘制模式为WIRE时，一般应将光照明关闭，否则由于光照明计算使得线框图时明时暗。
如果关闭光照明则导致材质不起作用，此时可将材质的Diffuse颜色作为线框图的颜色。
voidSphereObject:
:
Draw（void）
{
if（m_pMaterial!
=NULL）
{
//如果关闭光照明则材质不起作用，此时可将材质的Diffuse颜色作为当前颜色
floatcolor[3];
m_pMaterial->GetDiffuseColor（color）;
glColor3fv（color）;
m_pMaterial->Apply（）;
}
if（m_pTexture!
=NULL）
{
glEnable（GL_TEXTURE_2D）;
m_pTexture->Apply（）;
}
if（m_iDrawMode==SOLID）
{
DrawSolidSphere（m_fRadius,m_iSlices）;
}
elseif（m_iDrawMode==WIRE）
{
intflag;
glGetIntegerv（GL_LIGHTING,&flag）;
if（flag）glDisable（GL_LIGHTING）;
DrawWireSphere（m_fRadius,m_iSlices）;
if（flag）glEnable（GL_LIGHTING）;
}
if（m_pTexture!
=NULL）
glDisable（GL_TEXTURE_2D）;
}
GetBoundBox、GetBoundSphere与GetMinMax函数的程序如下：
voidSphereObject:
:
GetBoundBox（float*dx,float*dy,float*dz,float*cx,float*cy,float*cz）
{
*cx=*cy=*cz=0;
*dx=*dy=*dz=m_fRadius*2.0f;
}
voidSphereObject:
:
GetBoundSphere（float*radius,float*cx,float*cy,float*cz）
{
*radius=m_fRadius;
*cx=*cy=*cz=0;
}
voidSphereObject:
:
GetMinMax（float*minx,float*miny,float*minz,
float*maxx,float*maxy,float*maxz）
{
*minx=*miny=*minz=-m_fRadius;
*maxx=*maxy=*maxz=m_fRadius;
}
3.2.2COM对象SphereObject的程序
COM库中的SphereObject程序见Intra3D-COM\Layer2\SphereObject.h和SphereObject.cpp。
SphereObject有两个接口：
ISphereObject与IGraphicalObject。
ISphereObject的定义如下：
interfaceISphereObject:
IDispatch
{
HRESULTSetSphere（floatradius,[defaultvalue（32）]intslices）;
HRESULTSetMaterial（IMaterial*pMat）;
HRESULTSetTexture（ITexture2D*pTex）;
HRESULTSetDrawMode（EnumDrawModemode）;
};
枚举类型EnumDrawMode定义如下：
typedefenum
{
SOLID=1,
WIRE=2,
}EnumDrawMode;
SphereObject的两个接口ISphereObject与IGraphicalObject是由类CSphereObject实现的：
classCSphereObject:
publicCComObjectRootEx,
publicCComCoClass,
publicIDispatchImpl,
publicIDispatchImpl
{
public:
CSphereObject（）;
DECLARE_REGISTRY_RESOURCEID（IDR_SPHEREOBJECT）
DECLARE_PROTECT_FINAL_CONSTRUCT（）
BEGIN_COM_MAP（CSphereObject）
COM_INTERFACE_ENTRY（ISphereObject）
COM_INTERFACE_ENTRY2（IDispatch,ISphereObject）
COM_INTERFACE_ENTRY（IGraphicalObject）
END_COM_MAP（）
public:
//-----------------------------ISphereObject接口------------------------------
STDMETHOD（SetSphere）（floatradius,/*[defaultvalue（32）]*/intslices）;
STDMETHOD（SetDrawMode）（EnumDrawModemode）;
STDMETHOD（SetMaterial）（IMaterial*pMat）;
STDMETHOD（SetTexture）（ITexture2D*pTex）;
//-----------------------------IGraphicalObject接口-------------------------------
STDMETHOD（Draw）（）;
STDMETHOD（GetBoundBox）（float*dx,float*dy,float*dz,float*cx,float*cy,float*cz）;
STDMETHOD（GetBoundSphere）（float*radius,float*cx,float*cy,float*cz）;
STDMETHOD（GetMinMax）（float*minX,float*minY,float*minZ,
float*maxX,float*maxY,float*maxZ）;
virtualvoidFinalRelease（void）;//类CComObjectRootEx的虚函数
protected:
floatm_fRadius;//球体半径
intm_iSlices;//球体经纬等份数
intm_iDrawMode;//绘制模式，取SOLID或者WIRE
IMaterial*m_pMaterial;//引用材质
ITexture2D*m_pTexture;//引用纹理
};
注意此处的成员变量m_pMaterial是IMaterial接口指针，m_pTexture是ITexture接口指针，FinalRelease是基类CComObjectRootEx的虚函数。
CSphereObject:
:
CSphereObject（void）
{
m_fRadius=1.0;
m_iSlices=32;
m_iDrawMode=SOLID;
m_pMaterial=NULL;
m_pTexture=NULL;
}
STDMETHODIMPCSphereObject:
:
SetMaterial（IMaterial*pMat）
{
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（））
if（m_pMaterial!
=NULL）
m_pMaterial->Release（）;
m_pMaterial=pMat;
if（pMat!
=NULL）
m_pMaterial->AddRef（）;
returnS_OK;
}
STDMETHODIMPCSphereObject:
:
SetTexture（ITexture2D*pTex）
{
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（））
if（m_pTexture!
=NULL）
m_pTexture->Release（）;
m_pTexture=pTex;
if（pTex!
=NULL）
m_pTexture->AddRef（）;
returnS_OK;
}
voidCSphereObject:
:
FinalRelease（void）
{
if（m_pMaterial!
=NULL）
m_pMaterial->Release（）;
if（m_pTexture!
=NULL）
m_pTexture->Release（）;
}
STDMETHODIMPCSphereObject:
:
SetSphere（floatradius,intslices）
{
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（））
m_fRadius=radius;
m_iSlices=slices;
returnS_OK;
}
STDMETHODIMPCSphereObject:
:
SetDrawMode（EnumDrawModemode）
{
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（））
m_iDrawMode=mode;
returnS_OK;
}
STDMETHODIMPCSphereObject:
:
Draw（void）
{
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（））
if（m_pMaterial!
=NULL）
{
floatcolor[3];
m_pMaterial->GetDiffuseColor（color+0,color+1,color+2）;
glColor3fv（color）;
m_pMaterial->Apply（）;
}
if（m_pTexture!
=NULL）
{
glEnable（GL_TEXTURE_2D）;
m_pTexture->Apply（）;
}
if（m_iDrawMode==SOLID）
DrawSolidSphere（m_fRadius,m_iSlices）;
elseif（m_iDrawMode==WIRE）
{
intflag;
glGetIntegerv（GL_LIGHTING,&flag）;
if（flag）glDisable（GL_LIGHTING）;
DrawWireSphere（m_fRadius,m_iSlices）;
if（flag）glEnable（GL_LIGHTING）;
}
if（m_pTexture!
=NULL）
glDisable（GL_TEXTURE_2D）;
returnS_OK;
}
STDMETHODIMPCSphereObject:
:
GetMinMax（float*minX,float*minY,float*minZ,
float*maxX,float*maxY,float*maxZ）
{
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（））
*minX=*minY=*minZ=-m_fRadius;
*maxX=*maxY=*maxZ=m_fRadius;
returnS_OK;
}
STDMETHODIMPCSphereObject:
:
GetBoundSphere（float*radius,float*cx,float*cy,float*cz）
{
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleStat
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