Modelos Hierárquicos. Módulo 9. Sistemas Gráficos e Interação. Filipe Pacheco SGRAI 2017/18 DEI-ISEP 154. Instituto Superior de Engenharia do Porto

Transcrição

1 Módulo 9 Sistemas Gráficos e Interação Instituto Superior de Engenharia do Porto Filipe Pacheco ffp@isep.ipp.pt Modelos Hierárquicos SGAI 2017/18 DEI-ISEP 154

2 Modelos hierárquicos Objetos compostos por vários sub-objetos Com articulações Exemplos: braço de um robot Sistema solar SGAI 2017/18 DEI-ISEP 155

3 Agrupamento hierárquico de objetos SGAI 2017/18 DEI-ISEP 156

4 Modelos hierárquicos Estruturas em árvore para representar o modelo Cada nó é uma transformação ou objecto Nós de um mesmo ramo representam transformações acumuladas Nós de ramos diferentes são transformações independentes SGAI 2017/18 DEI-ISEP 157

5 Agrupamento hierárquico de objetos Organização lógica de uma cena chair table ground table fruits MI Computer Graphics SGAI 2017/18 DEI-ISEP 158

6 Inserção de ransformações SGAI 2017/18 DEI-ISEP 159

7 ransformação hierárquica de objetos ransforma a posição lógica dos grupos de objetos dentro da cena SGAI 2017/18 DEI-ISEP 160

8 Demo u/brown/cs/exploratories/applets/transformationhierarchy/transfor mation_hierarchy_guide.html SGAI 2017/18 DEI-ISEP 161

9 Exemplo: braço robot Base otação no plano 1º segmento otação no eixo 2º segmento Pulso Garra otação no eixo otação no eixo rotação no plano Fecha/abre SGAI 2017/18 DEI-ISEP 162

10 Exemplo: braço robot Base otação no plano 1º segmento otação no eixo 2º segmento otação no eixo Pulso Garra otação no eixo otação no plano Fecha/abre group transform cylinder transform box transform box transform box transform box group group transform box transform box SGAI 2017/18 DEI-ISEP 163

11 Classe obotarm class obotarm { GLfloat rotbase; GLfloat rotseg1; GLfloat rotseg2; GLfloat rotwrist; GLfloat rotclaw; bool clawopened; }... SGAI 2017/18 DEI-ISEP 164

12 glpushmatrix(); //base glotatef(rotbase, 0, 0, 1); cylinderwithopandbottom(mode, BASE_ADIUS, BASE_HEIGH, 12, 2); //segmento 1 glranslatef(0, 0, BASE_HEIGH); glotatef(rotseg1, 1, 0, 0); box(mode, SEG1_WIDH, SEG1_LENGH); //segmento 2 glranslatef(0, 0, SEG1_LENGH); glotatef(rotseg2, 1, 0, 0); box(mode, SEG2_WIDH, SEG2_LENGH); //pulso glranslatef(0, 0, SEG2_LENGH); glotatef(rotwrist, 1, 0, 0); box(mode, WIS_WIDH, WIS_LENGH); //garra glranslatef(0, 0, WIS_LENGH); glotatef(rotclaw, 0, 0, 1); box(mode, CLAW_BASE_WIDH, CLAW_BASE_LENGH); // pinças glranslatef(0, 0, CLAW_BASE_LENGH); float d = (clawopened? CLAW_BASE_WIDH/2 : CLAW_WIDH/2); // pinça "direita" glpushmatrix(); glranslatef(-d, 0, 0); box(mode, CLAW_WIDH, CLAW_LENGH); glpopmatrix(); // pinça "esquerda" glpushmatrix(); glranslatef(+d, 0, 0); box(mode, CLAW_WIDH, CLAW_LENGH); glpopmatrix(); glpopmatrix(); SGAI 2017/18 DEI-ISEP 165

13 Demo SGAI 2017/18 DEI-ISEP 166

14 Exemplo: corpo robot ronco otação no plano Pescoço otação no plano otação no eixo Dois braços SGAI 2017/18 DEI-ISEP 167

15 Exemplo: corpo robot ronco group otação no plano Pescoço transform otação no plano cylinder otação no eixo Dois braços group group group transform obot arm obot arm transform box SGAI 2017/18 DEI-ISEP 168

16 Classe obot class obot { GLfloat rotorso; GLfloat rotkneck; GLfloat rothead; obotarm left; obotarm right;... } SGAI 2017/18 DEI-ISEP 169

17 glpushmatrix(); // torso glotatef(rotorso, 0, 0, 1); cylinderwithopandbottom(mode, OSO_WIDH, OSO_HEIGH, 6, 2); glpushmatrix(); // neck glranslatef(0, 0, OSO_HEIGH); glotatef(rotkneck, 0, 0, 1); // head glotatef(rothead, 0, 1, 0); box(mode, HEAD_WIDH, HEAD_HEIGH); glpopmatrix(); // left arm glpushmatrix(); glranslatef(-oso_widh/2, 0, OSO_HEIGH); glotatef(-90, 0, 1, 0); left.display(mode, showaxis); glpopmatrix(); SGAI 2017/18 // rigth arm glpushmatrix(); glranslatef(+oso_widh/2, 0, OSO_HEIGH); glotatef(+90, 0, 1, 0); right.display(mode, showaxis); glpopmatrix(); glpopmatrix(); DEI-ISEP 170

18 Demo SGAI 2017/18 DEI-ISEP 171

19 Implementação genérica Utilizar uma estrutura em árvore para descrever os modelos Nós do tipo transformação ou elemento Polimorfismo OO otina genérica para percorrer a árvore e desenhar o objecto Ler modelo de ficheiro SGAI 2017/18 DEI-ISEP 172

20 Exemplo class No { List<No> descendentes; void virtual Draw(); } class ransformacao : No {... } class ranslacao : ransformacao {... } class otacao : ransformacao {... } class Escala : ransformacao {... } class Elemento : No {... } class Esfera : Elemento {... } class Cubo : Elemento {... } class Paralelepipedo : Elemento {... } SGAI 2017/18 DEI-ISEP 173

21 SGAI 2017/18 DEI-ISEP 174

22 SGAI 2017/18 DEI-ISEP 175

23 SGAI 2017/18 DEI-ISEP 176

24 SGAI 2017/18 DEI-ISEP 177

25 SGAI 2017/18 DEI-ISEP 178

26 Sphere Sphere SGAI 2017/18 DEI-ISEP 179

27 Sphere SGAI 2017/18 DEI-ISEP 180

28 S Sphere S Cube SGAI 2017/18 DEI-ISEP 181

29 Sphere S Cube SGAI 2017/18 DEI-ISEP 182

30 S Sphere S Cube S Cube SGAI 2017/18 DEI-ISEP 183

31 cabeça braço corpo SGAI 2017/18 DEI-ISEP 184