public void calcNormal(List <Vertice> list_v) { //vertices Vertice A = list_v[0]; Vertice B = list_v[1]; Vertice C = list_v[list_v.Count - 1]; //vetores double[] vet1 = new double[3]; double[] vet2 = new double[3]; vet1[0] = B.getX() - A.getX(); vet1[1] = B.getY() - A.getY(); vet1[2] = B.getZ() - A.getZ(); //define x, y e z vet2[0] = C.getX() - A.getX(); vet2[1] = C.getY() - A.getY(); vet2[2] = C.getZ() - A.getZ(); //define x, y e z double[] vn = Vetores.prodVetorial(vet1, vet2); vn = Vetores.normalizaVetor(vn); vetNormal = vn; }
public void scanLine(Color c, DirectBitmap img) { List <NodoET>[] et; List <NodoET> aet; Point meio = new Point(img.Width / 2, img.Height / 2); int pos_y = img.Height + 1; //posição do primeiro Y double[,] z_buffer = new double[img.Width, img.Height]; //inicializa o z-buffer for (int i = 0; i < img.Width; i++) { for (int j = 0; j < img.Height; j++) { z_buffer[i, j] = 9999; } } //INFORMAÇÕES DO AMBIENTE Vertice luz = new Vertice(10, 10, 1); Vertice obs = new Vertice(0, 0, 1); Color cor_luz = Color.FromArgb(0, 0, 255); int no = 10; //coeficiente da reflexão especular foreach (Face f in list_f) //para cada face adiciona os vertices na ET { List <int> _vet = f.getVet(); List <Vertice> list_p = new List <Vertice>(); Vertice pMin, pMax; double yMax, xMin, zMin, incZ, incX, dx, dy, dz; NodoET nodo; pos_y = img.Height + 1; //variáveis de iluminação double[] k_a = new double[3], //superficie ambiente k_d = new double[3], //superficie difusa k_e = new double[3]; //superficie especular double[] l_a = new double[3], //ponto de luz ambiente l_d = new double[3], //ponto de luz difusa l_e = new double[3]; //ponto de luz especular double[] vet_luz = new double[3]; vet_luz[0] = luz.getX(); vet_luz[1] = luz.getY(); vet_luz[2] = luz.getZ(); vet_luz = Vetores.div_esc(vet_luz, Vetores.modulo(vet_luz)); double[] vet_olho = new double[3]; vet_olho[0] = list_va[_vet[0] - 1].getX() - obs.getX(); vet_olho[1] = list_va[_vet[0] - 1].getY() - obs.getY(); vet_olho[2] = list_va[_vet[0] - 1].getZ() - obs.getZ(); vet_olho = Vetores.div_esc(vet_olho, Vetores.modulo(vet_olho)); //luz ambiente double mod_amb = 0.5; //modificador para luz ambiente l_a[0] = cor_luz.R / 255 * mod_amb; l_a[1] = cor_luz.G / 255 * mod_amb; l_a[2] = cor_luz.B / 255 * mod_amb; //luz difusa double mod_dif = 1; l_d[0] = cor_luz.R / 255 * mod_dif; l_d[1] = cor_luz.G / 255 * mod_dif; l_d[2] = cor_luz.B / 255 * mod_dif; //luz especular double mod_esp = 1; l_e[0] = cor_luz.R / 255 * mod_esp; l_e[1] = cor_luz.G / 255 * mod_esp; l_e[2] = cor_luz.B / 255 * mod_esp; //superficie ambiente double mod_samb = 1; //modificador para superficie ambiente k_a[0] = c.R / 255 * mod_samb; k_a[1] = c.G / 255 * mod_samb; k_a[2] = c.B / 255 * mod_samb; //superficie difusa double mod_sdif = 0.5; k_d[0] = c.R / 255 * mod_sdif; k_d[1] = c.G / 255 * mod_sdif; k_d[2] = c.B / 255 * mod_sdif; //superficie especular double mod_sesp = 1; k_e[0] = c.R / 255 * mod_sesp; k_e[1] = c.G / 255 * mod_sesp; k_e[2] = c.B / 255 * mod_sesp; //componentes de reflexão //ambiente double[] c_a = Vetores.mult(l_a, k_a); //difusa double[] c_d = new double[3]; double cos = Vetores.prodEscalar(vet_luz, f.getNormal()) / Vetores.modulo(vet_luz) * Vetores.modulo(f.getNormal()); c_d = Vetores.mult(l_d, k_d); c_d = Vetores.mult_esc(c_d, cos); c_d = Vetores.adc(c_a, c_d); //especular double[] c_e = new double[3]; double[] H = Vetores.adc(vet_luz, vet_olho); H = Vetores.div_esc(H, Vetores.modulo(H)); c_e = Vetores.mult(l_e, k_e); c_e = Vetores.mult_esc(c_e, Math.Pow(Vetores.prodEscalar(f.getNormal(), H), no)); //phong double cor_r = (c_d[0] + c_e[0]) * 255; double cor_g = (c_d[1] + c_e[1]) * 255; double cor_b = (c_d[2] + c_e[2]) * 255; cor_r = cor_r > 0 ? cor_r : 0; cor_r = cor_r < 255 ? cor_r : 255; cor_g = cor_g > 0 ? cor_g : 0; cor_g = cor_g < 255 ? cor_g : 255; cor_b = cor_b > 0 ? cor_b : 0; cor_b = cor_b < 255 ? cor_b : 255; Color nova_c = Color.FromArgb((int)cor_r, (int)cor_g, (int)cor_b); //zerar as estruturas para a nova face et = new List <NodoET> [img.Height]; aet = new List <NodoET>(); for (int i = 0; i < et.Count(); i++) { et[i] = new List <NodoET>(); } //criar lista de pontos da face for (int i = 0; i < _vet.Count; i++) { list_p.Add(new Vertice(list_va[_vet[i] - 1].getX() + meio.X, list_va[_vet[i] - 1].getY() + meio.Y, (int)list_va[_vet[i] - 1].getZ())); } for (int i = 0; i < list_p.Count - 1; i++) { //atualiza a posição do menor Y if ((int)list_p[i].getY() < pos_y) { pos_y = (int)list_p[i].getY(); } //define os pontos de menor e maior Y (ponto mínimo e máximo) pMin = list_p[i].getY() >= list_p[i + 1].getY() ? list_p[i + 1] : list_p[i]; pMax = list_p[i].getY() >= list_p[i + 1].getY() ? list_p[i] : list_p[i + 1]; zMin = pMin.getZ(); yMax = pMax.getY(); xMin = pMin.getX(); dx = pMax.getX() - pMin.getX(); dy = pMax.getY() - pMin.getY(); dz = pMax.getZ() - pMin.getZ(); incX = dy == 0 ? 0 : dx / dy; incZ = dy == 0 ? 0 : dz / dy; //cria e adiciona o nodo da aresta a ET nodo = new NodoET(yMax, xMin, zMin, incX, incZ); et[(int)pMin.getY()].Add(nodo); } if ((int)list_p[list_p.Count - 1].getY() < pos_y) { pos_y = (int)list_p[list_p.Count - 1].getY(); } //replica o processo para criar a aresta entre o último e o primeiro elemento pMin = list_p[list_p.Count - 1].getY() >= list_p[0].getY() ? list_p[0] : list_p[list_p.Count - 1]; pMax = list_p[list_p.Count - 1].getY() >= list_p[0].getY() ? list_p[list_p.Count - 1] : list_p[0]; zMin = pMin.getZ(); yMax = pMax.getY(); xMin = pMin.getX(); dx = pMax.getX() - pMin.getX(); dy = pMax.getY() - pMin.getY(); dz = pMax.getZ() - pMin.getZ(); incX = dy == 0 ? 0 : dx / dy; incZ = dy == 0 ? 0 : dz / dy; nodo = new NodoET(yMax, xMin, zMin, incX, incZ); et[(int)pMin.getY()].Add(nodo); //-------------------------------------- do { //para cada nodo da ET na posição do Y atual o adiciona na AET foreach (NodoET n in et[pos_y]) { aet.Add(n); } //retira as arestas que tem o Ymax como Y atual (arestas que ja chegaram no Y máximo) List <NodoET> list_aux = new List <NodoET>(); for (int i = aet.Count - 1; i >= 0; i--) { if ((int)aet[i].getYMax() == pos_y) { aet.RemoveAt(i); } } //desenha a reta em relação aos pontos na AET for (int i = 0; i < aet.Count - 1; i += 2) { Vertice ini = new Vertice(aet[i].getXMin(), pos_y, aet[i].getZMin()); Vertice fim = new Vertice(aet[i + 1].getXMin(), pos_y, aet[i + 1].getZMin()); //recalculo os valores (variáveis auxiliares) double zMin_ = ini.getZ(); double dx_ = fim.getX() - ini.getX(); double dz_ = fim.getZ() - ini.getZ(); double incZ_ = dx_ == 0 ? 0 : dz_ / dx_; //percorre a reta for (int j = (int)ini.getX(); j <= (int)fim.getX(); j++) { if (zMin_ <= z_buffer[j, pos_y]) { //atualiza o z_buffer z_buffer[j, pos_y] = zMin_; //atualiza o color_buffer img.SetPixel(j, pos_y, nova_c); } zMin_ += incZ_; //incrementa o z } } //incrementa o Y atual pos_y++; //atualiza o X dos Nodos da AET com o seu incremento foreach (NodoET n in aet) { n.setXMin(n.getXMin() + n.getIncX()); } //atualiza o Z dos Nodos da AET com o seu incremento foreach (NodoET n in aet) { n.setZMin(n.getZMin() + n.getIncZ()); } //ordena os elementos em relação ao novo X for (int i = 0; i < aet.Count - 1; i++) { for (int j = i + 1; j < aet.Count; j++) { if (aet[i].getXMin() > aet[j].getXMin()) { NodoET nodo_aux = aet[j]; aet[j] = aet[i]; aet[i] = nodo_aux; } } } } while (aet.Count != 0); } }