Informática Gráfica PRÁCTICA 4. Transformaciones geométricas.

EJERCICIOS

Inicialmente debes construir un nuevo proyecto (practica4). Una vez creado, copia en el directorio de trabajo los ficheros examinar.c, examinar.h y la librería creada en la práctica anterior glig.c con su fichero prototipo glig.h. Añádelos al proyecto (por supuesto, acuérdate de añadir también las librerías glu32.lib, glut.lib y opengl32.lib).

1. Para la realización de esta práctica vas a necesitar una nueva primitiva que dibuje un cono. Añádela a tu librería glig.c.

void igWireCone (int pu, int pv); /* s1= 2.0, s2= 1.0, uMax= 1.0, vMax= 0.5 */

2. Utiliza las primitivas de la librería glig.c, para construir un abeto como el de la figura, sin utilizar las funciones glPushMatrix() y glPopMatrix(). Para ello crea una display list como en el ejemplo e introduce en su definición el código necesario para dibujar el abeto:

void CreaAbeto (void)

{

abeto = glGenLists (1);

if (abeto != 0) /* Cero no es un identificador valido para una display list */

{

glNewList (abeto, GL_COMPILE);

/* Código para dibujar el abeto */

glEndList ();

}

}

Los pasos a seguir para dibujar el abeto son:

  1. Dibuja el primer cono con los siguientes factores de escala: Sx=0.75 Sy=1.0 Sz=0.75.
  2. A continuación, dibuja dos nuevos conos aplicando los mismos factores de escala y trasladándolos sobre el eje Y, Tx=0.0 Ty=0.25 Tz= 0.0.
  3. Finalmente, dibuja el tronco llamando a la función igWireRulo(int pu, int pv).

Desde la función principal (main) debes llamar una única vez a CreaAbeto(). Para dibujar el abeto como una display list, llama desde la función Dibuja() a:
glCallList (abeto);

3. Construye el mismo abeto pero mediante el uso de las funciones  glPushMatrix() y glPopMatrix(). Es decir, haz que cada primitiva tenga sus transformaciones propias y que estas no afecten a las otras primitivas. Declara una nueva display list (abetoPush) y crea la display list para dibujar el abeto con las funciones glPush() y glPop() y llámala CreaAbetoPush().Comprueba que los dos abetos son iguales dibujando uno sobre otro con distintos colores.

4. Utilizando las primitivas de la librería glig.c, construye una display list para una escalera de caracol (escalera). Introduce el código en la función CreaEscalera(). Los pasos son los siguientes:

  1. Dibuja una caja a modo de eje de la escalera de altura=2.0 y lado= 0.2
  2. Realiza un bucle para dibujar cada uno de los escalones. Los escalones están escalados con factores de escala, Sx=0.5 Sy= 0.05 Sz=0.1. La separación entre escalones es de 0.2.

5. Realiza la construcción de la figura (lo más parecida posible) de acuerdo con los siguientes pasos:

  1. En primer lugar define una función Arco() que construya un arco individual (con tres cajas)
  2. Utiliza ese elemento para realizar la construcción circular.

modelado abetomodelado abeto pushmodelado escaleramodelado patioexaminar.c


/*************************************************************************/
/*                                                                       */
/*   examinar.c                                                          */
/*   Rev. 2.0  01/01/2002   AUTORES: O. Belmonte, M. Chover, J. Ribelles */
/*                                                                       */
/*************************************************************************/

/***************** INCLUDES DE LAS LIBRERIAS NECESARIAS ******************/
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "examinar.h"
#include "glig.h"

/******************************************************************************************/
/* Establece el area visible y el tipo de proyeccion                                      */
/* Parametros: int ancho --> Ancho del area visible                                       */
/*             int alto --> Alto del area visible                                         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void TamanyoVentana (GLsizei ancho, GLsizei alto)
{
 /* Definicion del viewport */
 glViewport(0, 0, ancho, alto);

 /* Definicion de la vista */
 glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 glLoadIdentity();
 glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0*(GLfloat)alto/(GLfloat)ancho, 2.0*(GLdouble)alto/(GLfloat)ancho, -2.0, 2.0);
}

/******************************************************************************************/
/* Abre una ventana OpenGL                                                                */
/* Parametros: int numeroArgumentos --> El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --> Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void AbreVentana (int numeroArgumentos, char ** listaArgumentos)
{
 glutInit(&numeroArgumentos, listaArgumentos);
 glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
 glutInitWindowSize (VentanaAncho, VentanaAlto);
 glutInitWindowPosition (VentanaX, VentanaY);
 glutCreateWindow (listaArgumentos[0]);
 glutDisplayFunc (Dibuja);
 glutReshapeFunc (TamanyoVentana);
 glClearColor (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); /* Establece el color de borrado */
 glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* Borra el buffer de color */
 glColor3f (1.0f, 1.0f, 1.0f); /* Establece el color de dibujo */
}

/******************************************************************************************/
/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado                                     */
/* Parametros: unsigned char key --> Codigo de la tecla pulsada                           */
/*             int x --> Coordenada x del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/*             int y --> Coordenada y del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void Teclado (unsigned char tecla, int x, int y)
{
 switch (tecla)
 {
 case 27 : /* Codigo de la tecla de Escape */
 exit(0);
 break;
 }
}

/******************************************************************************************/
/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado ampliado                            */
/* Parametros: unsigned char key --> Codigo de la tecla pulsada                           */
/*             int x --> Coordenada x del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/*             int y --> Coordenada y del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void TecladoAmpliado (int tecla, int x, int y)
{
 switch (tecla)
 {
 case GLUT_KEY_UP : /* Pulsacion cursor arriba del teclado ampliado */
 beta = beta + 15.0;
 if (beta > 360.0) beta = beta - 360.0;
 break;

 case GLUT_KEY_DOWN : /* Pulsacion cursor abajo del teclado ampliado */
 beta = beta - 15.0;
 if (beta < 0.0) beta = beta + 360.0;
 break;

 case GLUT_KEY_RIGHT : /* Pulsacion cursor derecha del teclado ampliado */
 alfa = alfa + 15.0;
 if (alfa > 360.0) alfa = alfa - 360.0;
 break;

 case GLUT_KEY_LEFT : /* Pulsacion cursor izquierda del teclado ampliado */
 alfa = alfa - 15.0;
 if (alfa < 0.0) alfa = alfa + 360.0;
 break;
 }
 glutPostRedisplay ();
}

/* Rutina de definiciÛn de eventos */
/******************************************************************************************/
/* Inicia las funciones de callback                                                       */
/* Parametros: Ninguno                                                                    */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void IniciaFuncionesCallback (void)
{
 glutKeyboardFunc (Teclado);
 glutSpecialFunc (TecladoAmpliado);
}

/******************************************************************************************/
/* Funcion de dibujado                                                                    */
/* Parametros: Ninguno                                                                    */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void Dibuja (void)
{
 glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);

 /* Transformacion de la camara */
 glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 glLoadIdentity();
 glRotated (beta, 1.0,0.0,0.0);
 glRotated (-alfa, 0.0,1.0,0.0);

 glCallList (cuadrica);
 glCallList(abetoPush);
 glCallList (abeto);
 glCallList(escalera);
 glCallList(patio);

 /* Objetos */
 //glutWireTeapot(1.0);
 //glutWireIcosahedron();
 //glutWireTetrahedron();
 //glutWireOctahedron();
 //glutWireDodecahedron();
 //glutWireTorus(0.2,0.9,18,20);
 //glutWireCone(0.5, 2.0, 14, 14);
 //glutWireCube(1.0);
 //glutWireSphere(1, 20,50);

 //igCreateQuadricObject(50,80,0,0,1.0, 1, 1);
 //igWireSphere (50, 50);

 //igWireRulo (200, 200);
 //igWireDado (60, 60);
 //igWireSemiSphere (50, 50); // s1 y s2 a 1, uMax= 1, vMax= 0.5 */
 //igWireCubo();
 glFlush();
}

void IniciaCuadricas (void)
{
 cuadrica = glGenLists (1);
 escalera=glGenLists(1);
 abeto=glGenLists(1);
 abetoPush=glGenLists(1);
 patio=glGenLists(1);

 if (cuadrica != 0) /* Cero no es un identificador valido para una display list */
 {
 //glNewList (cuadrica, GL_COMPILE);
 //igCreateQuadricObject (20,20,0,0,1.0f, 1.0f, 1.0f);
 //igWireCubo();
 //igWireRulo(20, 20);
 //igWireCone(10,3);
 //igWireSphere(30, 30);
 //glEndList ();
 printf("Cuadratica\n");
 }
 if (escalera!=0)
 {
 //CreaEscalera();
 printf("Escalera\n");
 }
 if (abeto!=0)
 {
 //CreaAbeto();
 printf("Abeto\n");
 }
 if (abetoPush!=0)
 {
 glNewList(abetoPush, GL_COMPILE);
 //CreaAbetoPush();
 glEndList();
 printf("AbetoPush\n");
 }
 if (patio!=0)
 {

 CreaPatio();
 printf("patio\n");
 }

}

/******************************************************************************************/
/* Funcion principal                                                                      */
/* Parametros: int numeroArgumentos --> El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --> Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Un entero que se devuelve al sistema al acabar la ejecucion del programa       */
/******************************************************************************************/
int main(int numArgumentos, char ** listaArgumentos)
{

 /* CreaciÛn de la ventana de la aplicaciÛn */
 AbreVentana (numArgumentos, listaArgumentos);

 /* Rutinas para el control de eventos */
 IniciaFuncionesCallback ();
 IniciaCuadricas();
 /* A la espera de eventos.... */
 glutMainLoop();
 return (0);
}

glig.c


/*************************************************************************/
/*                                                                       */
/*                 glig.c LIBRERIA DE MODELADO GEOMETRICO                 */
/*                                                                       */
/*   Rev. 2.0  01/01/2002   AUTORES: O. Belmonte, M. Chover, J. Ribelles */
/*                                                                       */
/*************************************************************************/

/***************** INCLUDES DE LAS LIBRERIAS NECESARIAS ******************/
#include <GL/glut.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include "glig.h"

#define PI 3.1415926535897932
#define ALFA (0.5-v)*PI
#define BETA 2*PI*u

/************************* FUNCIONES BASICAS **********************************************/
/******************************************************************************************/
/* Devuelve la coordenada x de un punto en R3 a partir de un punto (u,v)                  */
/*   de un espacio parametrico en R2                                                      */
/* Parametros: float u --> Primera coordenada de un punto en R2                           */
/*             float v --> Segunda coordenada de un punto en R2                           */
/*             float R --> Radio de la esfera envolvente                                  */
/*             float s1 --> Numero de divisiones en u                                     */
/*             float s2 --> Numero de divisiones en v                                     */
/* Salida: La coordenada x de un punto en R3                                              */
/******************************************************************************************/
float xSuperQuadric (float u, float v, float R, float s1, float s2)
{
 float cosalfa, cosbeta, powcosalfa, powcosbeta;

 cosalfa = (float)cos(ALFA);
 cosbeta = (float)cos(BETA);

 if(cosalfa > 0.0)
 powcosalfa = (float)pow(cosalfa,s1);
 else
 powcosalfa =(float) - pow(- cosalfa,s1);

 if(cosbeta > 0.0)
 powcosbeta = (float)pow(cosbeta,s2);
 else
 powcosbeta = (float) - pow(- cosbeta,s2);

 return (R*powcosalfa*powcosbeta);

}

/******************************************************************************************/
/* Devuelve la coordenada y de un punto en R3 a partir de un punto (u,v)                  */
/*   de un espacio parametrico en R2                                                      */
/* Parametros: float u --> Primera coordenada de un punto en R2                           */
/*             float v --> Segunda coordenada de un punto en R2                           */
/*             float R --> Radio de la esfera envolvente                                  */
/*             float s1 --> Numero de divisiones en u                                     */
/*             float s2 --> Numero de divisiones en v                                     */
/* Salida: La coordenada y de un punto en R3                                              */
/******************************************************************************************/
float ySuperQuadric (float u, float v, float R, float s1, float s2)
{
 float sinalfa, powsinalfa;

 sinalfa = (float)sin(ALFA);

 if(sinalfa > 0.0)
 powsinalfa = (float)pow(sinalfa,s1);
 else
 powsinalfa = (float)- pow(- sinalfa,s1);

 return (R*powsinalfa);
}

/******************************************************************************************/
/* Devuelve la coordenada de un punto en R3 a partir de un punto (u,v)                    */
/*   de un espacio parametrico en R2                                                      */
/* Parametros: float u --> Primera coordenada de un punto en R2                           */
/*             float v --> Segunda coordenada de un punto en R2                           */
/*             float R --> Radio de la esfera envolvente                                  */
/*             float s1 --> Numero de divisiones en u                                     */
/*             float s2 --> Numero de divisiones en v                                     */
/* Salida: La coordenada z de un punto en R3                                              */
/******************************************************************************************/
float zSuperQuadric(float u, float v, float R, float s1, float s2)
{
 float cosalfa, sinbeta, powcosalfa, powsinbeta;

 cosalfa = (float)cos(ALFA);
 sinbeta=(float)sin(BETA);

 if(cosalfa > 0.0)
 powcosalfa = (float)pow(cosalfa,s1);
 else
 powcosalfa=(float) - pow(- cosalfa,s1);

 if(sinbeta > 0.0)
 powsinbeta = (float)pow(sinbeta,s2);
 else
 powsinbeta = (float) - pow(- sinbeta,s2);

 return(R*powcosalfa*powsinbeta);
}

/********************** RUTINA DE DIBUJO *********************************/

void igCreateQuadricObject (int pu, int pv, float uMax, float vMax, float R, float s1, float s2)
{
 /* pu es el numero de divisiones en u */
 /* pv es el numero de divisiones en v*/
 float u, v;
 float iniu,iniv;
 float inc_u; //incremento de u
 float inc_v; //incremento de v
 float x, y, z; /*almanezaran las coordenadas en el espacio tridimensional*/
 int   i,j;/*contadores para los bucles for*/
 v= uMax;
 u =vMax;
 iniu=u;
 iniv=v;
 /*El maximo valor de u y v es 1 y el minimo es 0 por lo tanto debemos de distribuir
 las partes exigidas en la distancia establecida entre el valor de inicialización y
 el maximo valor*/
 inc_u= (1.0f-u)/pu;
 inc_v= (1.0f-v)/pv;

 //Dibujamos los paralelos de la esfera
 //tantas circunfencias como partes de v
 for (j=0;j<pv;j++)
 {
 glBegin (GL_LINE_LOOP);//Indicamos a openGL el modo de dibujado
 //indicamos los puntos (partes de u) que formaran la circunferencia
 for (i= 0; i<= pu; i++)
 {
 x= xSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada x del punto
 y= ySuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada y del punto
 z= zSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada z del punto
 glVertex3f (x, y, z); //pintamos el punto en el espacio tridimensional
 u= u+ inc_u;//avanzamos hasta el siguiente putno
 //printf("valor de v=%f valor de u=%f\n",v,u);
 if (u>1){u=iniu;}
 }
 glEnd();//indicamos a openGL que hemos acabado de indicar los puntos de la circunferencia

 v+=inc_v;//avanzamos a la siguiente circunferencia paralela
 }

 u=iniu;
 v=iniv;
 //Dibujamos os meridianos de la esfera
 //tantos meridianos como partes de v
 for (j=0;j<pu;j++)
 {
 glBegin(GL_LINE_STRIP);//Indicamos a OpenGL el modo de dibujado
 //Indicamos los puntos (partes de v) que formaran el meridiano
 v=iniv;
 for(i=0;i<=pv;i++)
 {
 x= xSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada x del punto
 y= ySuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada y del punto
 z= zSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada z del punto
 glVertex3f (x, y, z); //pintamos el punto en el espacio tridimensional
 v+=inc_v;//avanzamos hasta el siguiente punto

 //printf("valor de v=%f valor de u=%f\n",v,u);
 }
 //printf("Meridiano dibujado\n\n");
 glEnd();//Indicamos a openGL que ya hemos señalado los puntos del meridiano
 u+=inc_u;//avanzamos al siguiente meridiano

 }
}

void igWireSphere (int pu, int pv)
{
 /* s1 y s2 a 1 */
 igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0,1.0, 1, 1);

}

void igWireRulo (int pu, int pv)
{
 /* s1= 0.5, s2= 1 */
 igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0,1.0, 0.5, 1);

}

void igWireDado (int pu, int pv)
{
 /* s1= 0.5, s2 =0.5 */
 igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0,1.0, 0.5, 0.5);

}
void igWireSemiSphere (int pu, int pv)
{

 /* s1 y s2 a 1, uMax= 1, vMax= 0.5 */
 igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0.5,1.0, 1, 1);

}

void igWireCubo (void)
{
 //Centramos en el origen de las coordenadas
 //El radio es 1
 glBegin (GL_LINE_LOOP);
 //aristas traseras
 glVertex3f(-0.5,-0.5,-0.5);
 glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
 glVertex3f(0.5,0.5,-0.5);
 glVertex3f(-0.5,0.5,-0.5);
 glVertex3f(-0.5,-0.5,-0.5);
 //parte delantera
 glVertex3f(-0.5,-0.5,0.5);
 glVertex3f(-0.5,0.5,0.5);
 glVertex3f(0.5,0.5,0.5);
 glVertex3f(0.5,-0.5,0.5);
 glVertex3f(-0.5,-0.5,0.5);
 //lado izquierdo
 glVertex3f(-0.5,-0.5,-0.5);
 glVertex3f(-0.5,-0.5,0.5);
 glVertex3f(-0.5,0.5,0.5);
 glVertex3f(-0.5,0.5,-0.5);
 glVertex3f(0.5,0.5,-0.5);
 glVertex3f(0.5,0.5,0.5);
 glVertex3f(0.5,-0.5,0.5);
 glVertex3f(0.5,-0.5,-0.5);
 glEnd ();
}

void igWireCone (int pu, int pv)
{
/* s1= 2.0, s2= 1.0, uMax= 1.0, vMax= 0.5 */
 igCreateQuadricObject(pu, pv, 0.5, 0, 1, 2.0, 1.0);
}

void CreaAbetoPush(void)
 {
 //abetoPush= glGenLists(1);
 if (abetoPush != 0)
 {
 glNewList( abetoPush, GL_COMPILE);
 glColor3f(1,0,0);

 glPushMatrix();
 glRotated(180,0,0,1);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 igWireCone(20, 20);
 glPopMatrix();

 glPushMatrix();
 glTranslatef(0,0.25, 0);
 glRotated(180,0,0,1);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 igWireCone(20, 20);
 glPopMatrix();

 glPushMatrix();
 glTranslatef(0, 0.5, 0);
 glRotated(180,0,0,1);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 igWireCone(20, 20);
 glPopMatrix();

 glPushMatrix();
 glRotated(180,0,0,1);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 glScalef(0.75, 1, 0.75);
 glScalef(0.5, 1, 0.5);
 igWireRulo(15, 5);
 glPopMatrix();

 glEndList();
 }
 else
 {
 printf("Error al crear abetoPush\n");
 }

 }

void CreaAbeto (void)
{
 //abeto = glGenLists (1);
 if (abeto != 0) /* Cero no es un identificador valido para una display list */
 {
 glNewList (abeto, GL_COMPILE);
 /* Código para dibujar el abeto */
 /*Sx=0.75 Sy=1.0 Sz=0.75*/
 glColor3f(0,1,0);
 glRotated(180,0,0,1);
 glScalef(0.75,1,0.75);
 igWireCone(20, 20);
 glScalef(0.75,1,0.75);
 glTranslatef(0,-0.25,0);
 igWireCone(20, 20);
 glScalef(0.75,1,0.75);
 glTranslatef(0,-0.25,0);
 igWireCone(20, 20);
 glTranslatef(0, 0.5, 0);
 glScalef(0.5, 1, 0.5);
 igWireRulo(15, 5);
 glEndList ();
 }
}
void CreaEscalera(void)
 {
 int x;
 glNewList(escalera, GL_COMPILE);
 printf("mierda\n");
 //# Dibuja una caja a modo de eje de la escalera de altura=2.0 y lado= 0.2
 escalon();
 for(x=0;x<100;x++)
 {
 glPushMatrix();
 glRotated(90,1,0,0);
 //Sx=0.5 Sy= 0.05 Sz=0.1
 glScalef(0.5, 0.5, 0.1);

 glTranslatef(0,  0,-x*(0.2));
 glRotated((360/50)*x,0,0,1);
 escalon();
 glPopMatrix();
 }
 glEndList();

 }

void escalon(void)
 {
 glBegin (GL_LINE_LOOP);
 //base
 glVertex3f(-0.1,0,-0.1);
 glVertex3f(0.1,0,-0.1);
 glVertex3f(0.1,0,0.1);
 glVertex3f(-0.1,0,0.1);
 glVertex3f(-0.1,0,-0.1);
 //subimos
 glVertex3f(-0.1,2,-0.1);
 glVertex3f(0.1,2,-0.1);
 //bajamos y subimos
 glVertex3f(0.1,0,-0.1);
 glVertex3f(0.1,2,-0.1);
 glVertex3f(0.1,2,0.1);
 //bajamos y subimos
 glVertex3f(0.1,0,0.1);
 glVertex3f(0.1,2,0.1);
 glVertex3f(-0.1,2,0.1);
 //bajamos y subimos
 glVertex3f(-0.1,0,0.1);
 glVertex3f(-0.1,2,0.1);
 glVertex3f(-0.1,2,-0.1);
 glEnd();
 }

void CreaPatio(void)
 {
 int x;

 glNewList( patio , GL_COMPILE);
 for(x=0;x<12;x++)
 {
 glPushMatrix();
 glScalef(0.2, 0.2, 0.2);
 glRotated(30*x, 0, 1, 0);
 glTranslatef(0, 0, -4);
 arco();
 glPopMatrix();
 }
 glEndList();
 }

void arco(void)
 {
 glPushMatrix();
 //glColor3f(1, 0, 0);//rojo
 glTranslatef(-0.75, 0, 0);
 columna();
 glPopMatrix();
 glPushMatrix();
 //glColor3f(0, 1, 0);//verde
 glTranslatef(0.75, 0, 0);
 columna();
 glPopMatrix();
 glPushMatrix();
 //glColor3f(0, 0, 1);//azul
 glRotated(270, 0, 0, 1);
 glTranslatef(-1.75, -1, 0);
 columna();
 glPopMatrix();
 }

void columna(void)
 {
 glBegin (GL_LINE_LOOP);
 //base
 glVertex3f(-0.25,0,-0.25);
 glVertex3f(0.25,0,-0.25);
 glVertex3f(0.25,0,0.25);
 glVertex3f(-0.25,0,0.25);
 glVertex3f(-0.25,0,-0.25);
 //subimos
 glVertex3f(-0.25,2,-0.25);
 glVertex3f(0.25,2,-0.25);
 //bajamos y subimos
 glVertex3f(0.25,0,-0.25);
 glVertex3f(0.25,2,-0.25);
 glVertex3f(0.25,2,0.25);
 //bajamos y subimos
 glVertex3f(0.25,0,0.25);
 glVertex3f(0.25,2,0.25);
 glVertex3f(-0.25,2,0.25);
 //bajamos y subimos
 glVertex3f(-0.25,0,0.25);
 glVertex3f(-0.25,2,0.25);
 glVertex3f(-0.25,2,-0.25);

 glEnd();
 }

Informática Gráfica Práctica 3. Modelado geométrico.

1. Vas a construir, paso a paso, una rutina que dibuje una supercuádrica. Esta función calcula un conjunto de puntos 3d de la superficie y al mismo tiempo los dibuja unidos mediante líneas utilizando la primitiva de OpenGL GL_LINE_LOOP. Para empezar, copia y pega la siguiente rutina en tu fichero glig.c. Observa el código y mira lo que ocurre al fijar el valor de v a 0.5 y hacer variar la u entre 0 y 1.

void igCreateQuadricObject (float R, float s1, float s2)

{
float u, v, inc_u;
float x, y, z;
int   i, pu = 10;  /* pu es el numero de divisiones en u */

v= 0.5f;
u =0.0f;
inc_u= 1.0f/pu;

glBegin (GL_LINE_LOOP);
for (i= 0; i< 10; i++)

{

x= xSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);
y= ySuperQuadric (u, v, R, s1, s2);
z= zSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);
glVertex3f (x, y, z);
u= u+ inc_u;
}
glEnd();
}

Llama a esta función con R, s1 y s2 a 1.0 desde la función Dibuja. Acuérdate de declararla en el fichero glig.h y de incluir este en examinar.c.

2. Si ya has entendido el código anterior, modifícalo para que la v también varíe entre 0 y 1 de forma que se dibuje una circunferencia para cada valor diferente de v. Como resultado debes obtener algo similar a la siguiente figura.

3. En el ejercicio anterior has conseguido dibujar los paralelos de la esfera. Ahora vas a dibujar los meridianos. Para ello, además de iterar la u entre 0 y 1 para cada valor de v, vas a iterar la v entre 0 y 1 para cada valor de u. Debes obtener un resultado similar al que se muestra en la siguiente figura

4. Ahora que ya has terminado la rutina vamos a añadir dos nuevos parámetros que permitan al usuario especificar el número de puntos que en u (pu) y en v (pv) se han de calcular (hasta ahora estaban fijados a 10. La declaración de la función es de la siguiente forma:

void igCreateQuadricObject (int pu, int pv, float R, float s1, float s2);

5. Para completar la función, vas a añadir dos nuevos parámetros que permitan acotar el rango de u y v de forma que puedan variar, cada uno de ellos, entre 0 y un valor especificado por el usuario (uMax, vMax). Con ello permitirás que se dibujen primitivas tales como medias esferas. La declaración de la función queda de la siguiente forma:

void igCreateQuadricObject (int pu, int pv, float uMax, float vMax, float R, float s1, float s2);

6. Añade las siguientes funciones a tu biblioteca de forma que cada una de ellas llame a la función igCreateQuadricObject con los parámetros oportunos para que dibuje la primitiva correspondiente en cada caso:

void igWireSphere (int pu, int pv); /* s1 y s2 a 1 */
void igWireRulo (int pu, int pv); /* s1= 0.5, s2= 1 */
void igWireDado (int pu, int pv); /* s1= 0.5, s2 =0.5 */
void igWireSemiSphere (int pu, int pv); /* s1 y s2 a 1, uMax= 1, vMax= 0.5 */

7. Añade a tu biblioteca la primitiva geométrica Cubo mediante la función void igWireCubo (void) . Esta primitiva debe tener de lado 1 y estar centrada en el origen de coordenadas. Haz un esquema en el papel para determinar en primer lugar los valores de las coordenadas de los ocho vértices. Después, crea una vector con las coordenadas de los vértices y, finalmente, escribe el código que dibuje sus aristas.

Las llamadas a función para dibujar las figuras se encuentran en la función IniciaCuadricas

igWireSphere

igWireSemisphere

igWireRulo

igWireDado

examinar.h


/*************************************************************************/
/*                                                                       */
/*   examinar.h                                                          */
/*   Rev. 2.0  01/01/2002   AUTORES: O. Belmonte, M. Chover, J. Ribelles */
/*                                                                       */
/*************************************************************************/

#ifndef EXAMINAR_H
#define EXAMINAR_H

/* Variables Globales del modulo */
int VentanaAncho = 500, VentanaAlto = 500; /* Tamanyo de la ventana */
int VentanaX = 100, VentanaY = 100; /* Posicion de la ventana */
GLdouble  alfa = 0.0, beta = 0.0;
GLuint cuadrica;

/* Abre una ventana OpenGL */
void AbreVentana (int numeroArgumentos, char ** listaArgumentos);

/* Funcion de dibujado */
void Dibuja(void);

/* Establece el area visible */
void TamanyoVentana (int alto, int ancho);

/* Inicia las funciones de Callback */
void IniciaFuncionesCallback (void);

/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado */
void Teclado (unsigned char tecla, int x, int y);

/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado ampliado */
void TecladoAmpliado (int tecla, int x, int y);
/*Dibuja un Cubo*/
void igWireCubo (void);

void igCreateQuadricObject (int pu, int pv,  float uMax, float vMax,float R, float s1, float s2);
void igWireSphere (int pu, int pv); /* s1 y s2 a 1 */
void igWireRulo (int pu, int pv); /* s1= 0.5, s2= 1 */
void igWireDado (int pu, int pv); /* s1= 0.5, s2 =0.5 */
void igWireSemiSphere (int pu, int pv); /* s1 y s2 a 1, uMax= 1, vMax= 0.5 */

void salir();
#endif

examinar.c


/*************************************************************************/
/*                                                                       */
/*   examinar.c                                                          */
/*   Rev. 2.0  01/01/2002   AUTORES: O. Belmonte, M. Chover, J. Ribelles */
/*                                                                       */
/*************************************************************************/

/***************** INCLUDES DE LAS LIBRERIAS NECESARIAS ******************/
//#include <GL/freeglut.h>
#include <GL/glut.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "examinar.h"
#include "glig.h"

/******************************************************************************************/
/* Establece el area visible y el tipo de proyeccion                                      */
/* Parametros: int ancho --> Ancho del area visible                                       */
/*             int alto --> Alto del area visible                                         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void TamanyoVentana (GLsizei ancho, GLsizei alto)
{
/* Definicion del viewport */
glViewport(0, 0, ancho, alto);

/* Definicion de la vista */
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0*(GLfloat)alto/(GLfloat)ancho, 2.0*(GLdouble)alto/(GLfloat)ancho, -2.0, 2.0);
}

/******************************************************************************************/
/* Abre una ventana OpenGL                                                                */
/* Parametros: int numeroArgumentos --> El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --> Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void AbreVentana (int numeroArgumentos, char ** listaArgumentos)
{
glutInit(&numeroArgumentos, listaArgumentos);
glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize (VentanaAncho, VentanaAlto);
glutInitWindowPosition (VentanaX, VentanaY);
glutCreateWindow (listaArgumentos[0]);
glutDisplayFunc (Dibuja);
glutReshapeFunc (TamanyoVentana);
glClearColor (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); /* Establece el color de borrado */
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* Borra el buffer de color */
glColor3f (1.0f, 1.0f, 1.0f); /* Establece el color de dibujo */
}

/******************************************************************************************/
/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado                                     */
/* Parametros: unsigned char key --> Codigo de la tecla pulsada                           */
/*             int x --> Coordenada x del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/*             int y --> Coordenada y del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void Teclado (unsigned char tecla, int x, int y)
{
switch (tecla)
{
case 27 : /* Codigo de la tecla de Escape */
exit(0);
break;
}
}

/******************************************************************************************/
/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado ampliado                            */
/* Parametros: unsigned char key --> Codigo de la tecla pulsada                           */
/*             int x --> Coordenada x del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/*             int y --> Coordenada y del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void TecladoAmpliado (int tecla, int x, int y)
{
switch (tecla)
{
case GLUT_KEY_UP : /* Pulsacion cursor arriba del teclado ampliado */
beta = beta + 15.0;
if (beta > 360.0) beta = beta - 360.0;
break;

case GLUT_KEY_DOWN : /* Pulsacion cursor abajo del teclado ampliado */
beta = beta - 15.0;
if (beta < 0.0) beta = beta + 360.0;
break;

case GLUT_KEY_RIGHT : /* Pulsacion cursor derecha del teclado ampliado */
alfa = alfa + 15.0;
if (alfa > 360.0) alfa = alfa - 360.0;
break;

case GLUT_KEY_LEFT : /* Pulsacion cursor izquierda del teclado ampliado */
alfa = alfa - 15.0;
if (alfa < 0.0) alfa = alfa + 360.0;
break;
}
glutPostRedisplay ();
}

/* Rutina de definiciÛn de eventos */
/******************************************************************************************/
/* Inicia las funciones de callback                                                       */
/* Parametros: Ninguno                                                                    */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void IniciaFuncionesCallback (void)
{
glutKeyboardFunc (Teclado);
glutSpecialFunc (TecladoAmpliado);
}

/******************************************************************************************/
/* Funcion de dibujado                                                                    */
/* Parametros: Ninguno                                                                    */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void Dibuja (void)
{
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);

/* Transformacion de la camara */
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
glRotated (beta, 1.0,0.0,0.0);
glRotated (-alfa, 0.0,1.0,0.0);

glCallList (cuadrica);
/* Objetos */
//glutWireTeapot(1.0);
//glutWireIcosahedron();
//glutWireTetrahedron();
//glutWireOctahedron();
//glutWireDodecahedron();
//glutWireTorus(0.2,0.9,18,20);
//glutWireCone(0.5, 2.0, 14, 14);
//glutWireCube(1.0);
//glutWireSphere(1, 20,50);

//igCreateQuadricObject(50,80,0,0,1.0, 1, 1);
//igWireSphere (50, 50);

//igWireRulo (200, 200);
//igWireDado (60, 60);
//igWireSemiSphere (50, 50); // s1 y s2 a 1, uMax= 1, vMax= 0.5 */
//igWireCubo();
glFlush();
}

void igCreateQuadricObject (int pu, int pv, float uMax, float vMax, float R, float s1, float s2)
{
/* pu es el numero de divisiones en u */
/* pv es el numero de divisiones en v*/
float u, v;
float iniu,iniv;
float inc_u; //incremento de u
float inc_v; //incremento de v
float x, y, z; /*almanezaran las coordenadas en el espacio tridimensional*/
int   i,j;/*contadores para los bucles for*/
v= uMax;
u =vMax;
iniu=u;
iniv=v;
/*El maximo valor de u y v es 1 y el minimo es 0 por lo tanto debemos de distribuir
las partes exigidas en la distancia establecida entre el valor de inicialización y
el maximo valor*/
inc_u= (1.0f-u)/pu;
inc_v= (1.0f-v)/pv;

//Dibujamos los paralelos de la esfera
//tantas circunfencias como partes de v
for (j=0;j<pv;j++)
{
glBegin (GL_LINE_LOOP);//Indicamos a openGL el modo de dibujado
//indicamos los puntos (partes de u) que formaran la circunferencia
for (i= 0; i<= pu; i++)
{
x= xSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada x del punto
y= ySuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada y del punto
z= zSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada z del punto
glVertex3f (x, y, z); //pintamos el punto en el espacio tridimensional
u= u+ inc_u;//avanzamos hasta el siguiente putno
//printf("valor de v=%f valor de u=%f\n",v,u);
if (u>1){u=iniu;}
}
glEnd();//indicamos a openGL que hemos acabado de indicar los puntos de la circunferencia

v+=inc_v;//avanzamos a la siguiente circunferencia paralela
}

u=iniu;
v=iniv;
//Dibujamos os meridianos de la esfera
//tantos meridianos como partes de v
for (j=0;j<pu;j++)
{
glBegin(GL_LINE_STRIP);//Indicamos a OpenGL el modo de dibujado
//Indicamos los puntos (partes de v) que formaran el meridiano
v=iniv;
for(i=0;i<=pv;i++)
{
x= xSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada x del punto
y= ySuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada y del punto
z= zSuperQuadric (u, v, R, s1, s2);//indicamos la coordenada z del punto
glVertex3f (x, y, z); //pintamos el punto en el espacio tridimensional
v+=inc_v;//avanzamos hasta el siguiente punto

//printf("valor de v=%f valor de u=%f\n",v,u);
}
//printf("Meridiano dibujado\n\n");
glEnd();//Indicamos a openGL que ya hemos señalado los puntos del meridiano
u+=inc_u;//avanzamos al siguiente meridiano

}
}

void igWireSphere (int pu, int pv)
{
/* s1 y s2 a 1 */
igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0,1.0, 1, 1);

}

void igWireRulo (int pu, int pv)
{
/* s1= 0.5, s2= 1 */
igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0,1.0, 0.5, 1);

}

void igWireDado (int pu, int pv)
{
/* s1= 0.5, s2 =0.5 */
igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0,1.0, 0.5, 0.5);

}
void igWireSemiSphere (int pu, int pv)
{

/* s1 y s2 a 1, uMax= 1, vMax= 0.5 */
igCreateQuadricObject(pu,pv,0,0.5,1.0, 1, 1);

}

void igWireCubo (void)
{
//Centramos en el origen de las coordenadas
//El radio es 1
glBegin (GL_LINE_LOOP);
//aristas traseras
glVertex3f(-0.5,-0.5,-0.5);
glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);
glVertex3f(0.5,0.5,-0.5);
glVertex3f(-0.5,0.5,-0.5);
glVertex3f(-0.5,-0.5,-0.5);
//parte delantera
glVertex3f(-0.5,-0.5,0.5);
glVertex3f(-0.5,0.5,0.5);
glVertex3f(0.5,0.5,0.5);
glVertex3f(0.5,-0.5,0.5);
glVertex3f(-0.5,-0.5,0.5);
//lado izquierdo
glVertex3f(-0.5,-0.5,-0.5);
glVertex3f(-0.5,-0.5,0.5);
glVertex3f(-0.5,0.5,0.5);
glVertex3f(-0.5,0.5,-0.5);
glVertex3f(0.5,0.5,-0.5);
glVertex3f(0.5,0.5,0.5);
glVertex3f(0.5,-0.5,0.5);
glVertex3f(0.5,-0.5,-0.5);
glEnd ();
}

void IniciaCuadricas (void)

{

cuadrica = glGenLists (1);

if (cuadrica != 0) /* Cero no es un identificador valido para una display list */

{

glNewList (cuadrica, GL_COMPILE);

//igCreateQuadricObject (20,20,0,0,1.0f, 1.0f, 1.0f);

//igWireCubo();

//igWireDado(20,20);

//igWireRulo(10, 20);

igWireSemiSphere(20,20);

glEndList ();

}

}

/******************************************************************************************/
/* Funcion principal                                                                      */
/* Parametros: int numeroArgumentos --> El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --> Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Un entero que se devuelve al sistema al acabar la ejecucion del programa       */
/******************************************************************************************/
int main(int numArgumentos, char ** listaArgumentos)
{
/* CreaciÛn de la ventana de la aplicaciÛn */
AbreVentana (numArgumentos, listaArgumentos);

/* Rutinas para el control de eventos */
IniciaFuncionesCallback ();

IniciaCuadricas();
/* A la espera de eventos.... */
glutMainLoop();

return (0);
}

Informática Gráfica Interactividad

En esta parte de la práctica aprenderás a utilizar las posibilidades que ofrece la biblioteca funciones de utilidades glut de OpenGL para dotar a tu aplicación de interacción con el usuario. Estudia como maneja los eventos producidos por la pulsación de los botones del ratón o de las teclas en el teclado alfanumérico.

La tarea interactiva más simple que implementa la librería glut es permitir que se controle la ejecución de la aplicación mediante un bucle principal de visualización. El formato de la orden es:

void glutMainLoop (void);

La ejecución de esta función espera a que se produzcan eventos. Cada vez que se produce un evento lo atiende y ejecuta la función registrada, encargada de responder al evento (función de callback).

Los posibles eventos que puede responder OpenGL se dividen en tres grupos:

Eventos de ventana.

Se generan al crear la ventana de la aplicación, cambiar su tamaño o su posición en la pantalla. Los eventos de ventana se atienden registrando una función de respuesta con la función:

void glutReshapeFunc (void (*func)(int ancho, int alto));

Eventos de teclado.

Se generan al pulsar alguna tecla. Se atienden definiendo una función de respuesta con la función:

void glutKeyboardFunc (void (*func)(unsigned char key, int x, int y));

Eventos de ratón.

Para registrar la función de respuesta cuando se produce una pulsación de algún botón del ratón se usa:

void glutMouseFunc (void (*func) (int boton, int estado, int x, int y);

Para registrar la función de respuesta cuando el ratón se está moviendo sobre la ventana activa se usa;

void glutMotionFunc (void (*func)(int x, int y));

En esta práctica vamos a trabajar con los eventos de teclado y ratón, dejando los de ventana para prácticas posteriores.

1. Crea un proyecto nuevo y añade los ficheros: raton.c y raton.h. En primer lugar examina el código y pregunta a tu profesor de prácticas cualquier cosa que no entiendas. Compila y ejecuta el código. Comprueba el funcionamiento del programa presionando el botón izquierdo del ratón y las teclas r , g y Esc.

2. Modifica el código para que además atienda a los siguientes eventos de teclado:

Tecla ‘b’ fija el color a azul
Tecla ‘y’ fija el color a amarillo
Tecla ‘R’ fija el color de fondo a rojo
Tecla ‘G’ fija el color de fondo a verde
Tecla ‘B’ fija el color de fondo a azul
Tecla ‘Y’ fija el color de fondo a amarillo

OpenGL trabaja con el espacio de colores llamado RGB (Red Green Blue, o bién rojo verde azul). Así lo especificamos al haber llamado a glutInitDisplayMode(). Cada color está definido por tres valores entre 0 y 1, ambos incluídos. La siguiente tabla contiene las definiciones de los colores mas llamativos:

color     componente(red)     componente(green)     componente(blue)
rojo         1.0             0.0             0.0
verde         0.0             1.0             0.0
azul         0.0             0.0             1.0
blanco         1.0             1.0             1.0
negro         0.0             0.0             0.0
amarillo     1.0             1.0             0.0
magenta     1.0             0.0             1.0
cyan         0.0             1.0             1.0

3. Modifica el código para que al pulsar el botón derecho del ratón se borre la ventana.

4. Modifica de nuevo el código de forma que al pulsar el botón izquierdo del ratón se capture el primer punto de la recta, y al soltarlo se capture el segundo y se dibuje la recta que une ambos puntos.

5. Modifica el código para que antes de soltar el botón izquierdo siempre sea visible la recta que se dibujaría.

6. Modifica el código de forma que los dos puntos indicados por el usuario sean la diagonal de un rectángulo y lo visualice.

7. Añade un evento de teclado que te permita seleccionar entre dibujar líneas y rectángulos.

libreria .h

#ifndef OCUADRADO_H
#define OCUADRADO_H

/* Variables Globales del modulo */
int VentanaAncho = 500, VentanaAlto = 500; /* Tamanyo de la ventana */
int VentanaX = 100, VentanaY = 100; /* Posicion de la ventana */
int Pulsaciones; /* Numero de pulsaciones del boton izquierdo del raton */
int InicioX, InicioY; /* Coordenadas del punto inicial */
int FinX, FinY; /* Coordenadas del punto final */
float cpR,cpG,cpB;/*Color Pintado red color Pintado Green and Color Pintado Blue*/
float cfR,cfG,cfB;/*Colores de fondo*/
int modoLinea;//Booleando en true dibuja lineas en falso dibuja rectangulos o cuadrados

/* Abre una ventana OpenGL */
void AbreVentana (int numeroArgumentos, char ** listaArgumentos);

/* Funcion de dibujado */
void Dibuja(void);

/* Establece el area visible */
void TamanyoVentana (int alto, int ancho);

/* Inicia las funciones de Callback */
void IniciaFuncionesCallback (void);

/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado */
void TecladoCallback (unsigned char tecla, int x, int y);

/* Funcion de callback de las acciones del raton */
void RatonCallback (int boton, int estado, int x, int y);

#endif

el archivo c

#include <GL/freeglut.h>
#include <stdio.h>
#include "main.h"

#ifndef FALSE
#define FALSE (0)
#define TRUE (!(FALSE))
#endif

/******************************************************************************************/
/* Funcion de dibujado                                                                    */
/* Parametros: Ninguno                                                                    */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void Dibuja(void)
{
 if (!modoLinea)
 {
 int ymenor,ymayor,xmenor,xmayor;

 if (InicioX<FinX)
 {
 xmenor=InicioX;
 xmayor=FinX;
 }
 else
 {
 xmenor=FinX;
 xmayor=InicioX;
 }
 if (VentanaAlto-InicioY<VentanaAlto-FinY)
 {
 ymenor=VentanaAlto-InicioY;
 ymayor=VentanaAlto-FinY;
 }
 else
 {
 ymenor=VentanaAlto-FinY;
 ymayor=VentanaAlto-InicioY;
 }
 glBegin(GL_POLYGON);
 glVertex2i(xmenor,ymenor);
 glVertex2i(xmayor,ymenor);
 glVertex2i(xmayor, ymayor);
 glVertex2i(xmenor, ymayor);
 }
 else
 {
 /* Dibuja un segmento de linea entre el punto incial y el final */
 glBegin (GL_LINES);
 glVertex2i (InicioX, VentanaAlto-InicioY);
 glVertex2i (FinX, VentanaAlto-FinY);
 }
glEnd ();
/* Se asegura de que se ejecutan todas las ordenes */
glFlush ();
}

/******************************************************************************************/
/* Establece el area visible y el tipo de proyeccion                                      */
/* Parametros: int ancho --> Ancho del area visible                                       */
/*             int alto --> Alto del area visible                                         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void TamanyoVentana (int ancho, int alto)
{
 glMatrixMode(GL_PROJECTION); /* Activamos la matriz de proyeccion */
 glLoadIdentity(); /* la iniciamos con la matriz identidad */
 glOrtho(0.0, ancho, 0.0, alto, -1.0, 1.0); /* establecemos los parametros de la proyeccion */
 glViewport (0, 0, ancho, alto); /* establecemos los parametros del area de dibujo */
 VentanaAncho = ancho; /* guardamos el ancho y alto de la ventana */
 VentanaAlto = alto;
 glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* borramos la ventana */
 InicioX = InicioY = FinX = FinY = Pulsaciones = 0; /* Inica las variables */
}

/******************************************************************************************/
/* Abre una ventana OpenGL                                                                */
/* Parametros: int numeroArgumentos --> El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --> Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void AbreVentana (int numeroArgumentos, char ** listaArgumentos)
{
 modoLinea=TRUE;
 glutInit(&numeroArgumentos, listaArgumentos);
 glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
 glutInitWindowSize (VentanaAncho, VentanaAlto);
 glutInitWindowPosition (VentanaX, VentanaY);
 glutCreateWindow (listaArgumentos[0]);
 glutDisplayFunc (Dibuja);
 glutReshapeFunc (TamanyoVentana);
 glClearColor (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); /* Establece el color de borrado */
 glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* Borra el buffer de color */
 glColor3f (1.0f, 1.0f, 1.0f); /* Establece el color de dibujo */
}

void EstableceColorFondo(float r, float g, float b)
{
 cfR=r;
 cfG=g;
 cfB=b;
 glClearColor(cfR,cfG,cfB,0.0f); /* Establece el color de borrado */
 glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* Borra el buffer de color */
 glFlush ();

}

void EstableceColorPintado(float r, float g, float b)
{
 cpR=r;
 cpG=g;
 cpB=b;
 glColor3f(cpR, cpG, cpB);
}

/******************************************************************************************/
/* Define las acciones tras una pulsacion del teclado                                     */
/* Parametros: unsigned char key --> Codigo de la tecla pulsada                           */
/*             int x --> Coordenada x del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/*             int y --> Coordenada y del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void TecladoCallback (unsigned char tecla, int x, int y)
{
 switch (tecla)
 {
 case 27 : /* Codigo de la tecla de Escape */
 exit(0);
 break;

 case 'c':
 if (modoLinea==TRUE)
 {modoLinea=FALSE;
 printf("Cambiando a nodo cuadrados\n");
 }
 else
 {modoLinea=TRUE;
 printf("Cambiando a modo lineas\n");
 }
 case 'r' :
 EstableceColorPintado(1.0f, 0.0f, 0.0f);
 break;

 case 'g' :
 EstableceColorPintado(0.0f, 1.0f, 0.0f);
 break;

 case 'b':
 EstableceColorPintado(0, 0, 1);
 break;

 case 'y':
 EstableceColorPintado(1,1,0);
 break;

 case 'R':
 EstableceColorFondo(1.0f, 0.0f, 0.0f);
 break;

 case 'G':
 EstableceColorFondo(0.0f, 1.0f, 0.0f);
 break;

 case 'B':
 EstableceColorFondo(0.0f, 0.0f, 1.0f);
 break;

 case 'Y':
 EstableceColorFondo(1.0f, 1.0f, 0.0f);
 break;
 }
}

/******************************************************************************************/
/* Funcion de callback de las acciones del raton                                          */
/* Parametros: int boton --> Codigo del boton que se ha pulsado                           */
/*             int estado --> Estado del boton                                            */
/*             int x --> Coordenada x del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/*             int y --> Coordenada y del cursor en el momento de pulsar la tecla         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void RatonCallback (int boton, int estado, int x, int y)
{
 printf("boton %d estado %d coordenadas: %d,%d\n",boton,estado,x,y);
 if (boton == GLUT_LEFT_BUTTON)
 {

 if (estado == GLUT_DOWN) /* Si el numero de pulsaciones es par, el punto es el inicial */
 {                         /* del segmento */
 InicioX = x;
 InicioY = y;
 printf("esperando levatamiento\n");
 }
 if (estado == GLUT_UP)
 {
 printf("raton levantado\n");
 FinX = x;
 FinY = y;
 glutPostRedisplay ();
 }
 Pulsaciones ++;
 }
 if (boton == GLUT_RIGHT_BUTTON && estado== GLUT_DOWN)
 {
 glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* Borra el buffer de color */
 glutPostRedisplay ();
 }
}

void ratonMoviendose (int x, int y)
 {
 printf("Raton Moviendose: %d,%d \n",x,y);
 //borramos linea anterior
 //guardamos colores de pintado actial
 float cplr,cplg,cplb;
 cplr=cpR;
 cplg=cpG;
 cplb=cpB;
 //cambiamos el color de pintado a negro
 EstableceColorPintado(cfR, cfG, cfB);
 //pintamos una linea del color de fondo en las coordenadas anteriores
 Dibuja();
 //volvemos al aterior color de pintado
 EstableceColorPintado(cplr, cplg, cplb);
 //cambiamos las coordenadas de fin
 FinX = x;
 FinY = y;
 //Dibujamos
 Dibuja();

 }

/******************************************************************************************/
/* Inicia las funciones de callback                                                       */
/* Parametros: Ninguno                                                                    */
/* Salida: Ninguna                                                                        */
/******************************************************************************************/
void IniciaFuncionesCallback (void)
{
 glutKeyboardFunc (TecladoCallback);
 glutMouseFunc (RatonCallback);
 glutMotionFunc(ratonMoviendose);
}

/******************************************************************************************/
/* Funcion principal                                                                      */
/* Parametros: int numeroArgumentos --> El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --> Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Un entero que se devuelve al sistema al acabar la ejecucion del programa       */
/******************************************************************************************/
int main(int numArgumentos, char ** listaArgumentos)
{
 /* Crea la ventana de la aplicaci¢n */
 printf("inicializando referencia\n");
 AbreVentana (numArgumentos, listaArgumentos);
 IniciaFuncionesCallback ();

 /* Establece el bucle principal de control de OpenGL */
 glutMainLoop();

 return (0);
}

Practica 1 Informática Gráfica ultimo ejercicio

El codigo aqui:

/*
* File:   main.c
* Author: luzem
*
* Created on 17 de marzo de 2010, 1:08
*/

#include &lt;stdio.h&gt;
#include &lt;stdlib.h&gt;
#include &quot;GL/freeglut.h&quot; //Alternativa a Glut.h
/******************************************************************/
/* Funcion de dibujado                                            */
/* Parametros: Ninguno                                            */
/* Salida: Ninguna                                                */
/******************************************************************/
void Dibuja(void) {
float altura = 1;
float base = -0.5f;
/* Establece el color de borrado */
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);

/* Borra el buffer de color */
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

/* Establece el color de dibujo */
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);

/* Crea un poligono 2D (cuadrado) */
glBegin(GL_POLYGON);
glVertex2f(-0.5f, -0.5f);
glVertex2f(-0.5f, 0.5f);
glVertex2f(0.5f, 0.5f);
glVertex2f(0.5f, -0.5f);
glEnd();
int x;
for (x = 0; x &lt; 5; x++) {
if (x % 2 == 0) {
//cuadrado par pintamos de negro
glColor3f(0, 0, 1);
} else {
//cuadrado impar pintamos de verde
glColor3f(0, 1, 0);
}
glBegin(GL_POLYGON);
glVertex2f(base, base);
glVertex2f(base, base + altura);
glVertex2f(base + altura, base + altura);
glVertex2f(base + altura, base);
glEnd();
altura = altura - 0.2;
base = base - 0.02;
}

/* Se asegura de que se ejecutan todas las ordenes */
glFlush();
}

/******************************************************************************************/
/* Establece el area visible                                                              */
/* Parametros: int ancho --&gt; Ancho del area visible                                       */
/*             int alto --&gt; Alto del area visible                                         */
/* Salida: Ninguna                                                                        */

/******************************************************************************************/
void TamanyoVentana(int ancho, int alto) {
glViewport(0, 0, ancho, alto);
}

/******************************************************************************************/
/* Inicia las propiedades de la vista                                                     */
/* Parametros: Ninguno                                                                    */
/* Salida: Ninguna                                                                        */

/******************************************************************************************/
void IniciaVista(void) {
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0);
}

/******************************************************************************************/
/* Abre una ventana OpenGL                                                                */
/* Parametros: int numeroArgumentos --&gt; El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --&gt; Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Ninguna                                                                        */

/******************************************************************************************/
void AbreVentana(int numeroArgumentos, char ** listaArgumentos) {
glutInit(&amp;numeroArgumentos, listaArgumentos);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize(500, 500);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutCreateWindow(listaArgumentos[0]);
glutDisplayFunc(Dibuja);
glutReshapeFunc(TamanyoVentana);
IniciaVista();
}

/******************************************************************************************/
/* Funcion principal                                                                      */
/* Parametros: int numeroArgumentos --&gt; El numero de argumentos en la llamada al programa */
/*             char ** listaArgumentos --&gt; Vector de cadenas con cada argumento           */
/* Salida: Un entero que se devuelve al sistema al acabar la ejecucion del programa       */

/******************************************************************************************/
int main(int numArgumentos, char ** listaArgumentos) {
/* Crea la ventana de la aplicaci¢n */
AbreVentana(numArgumentos, listaArgumentos);

/* Establece el bucle principal de control de OpenGL */
glutMainLoop();

return (0);
}

El resto de la película en libreta de notas enjoy.

Practica 3 ASO

1. (Kernel Lista) Modifica la cabecera “include/linux/list.h” del kernel para que se pueda

utilizar en un programa de usuario. Escribe un programa que utiliza las funciones de listas enlazadas dentro de list.h para:

  • insertar números aleatorios.
  • recorrer la lista imprimiendo los valores.
  • eliminar un nodo de la lista (utilizando un menú de selección).

2. (Simulador de Procesos) En este problema, queremos estudiar el efecto de diferentes
parámetros relacionado con “timeslice” a diferentes algoritmos de planificación. Escribe un
programa que es simula el comportamiento del gestor de planificación con diferentes valores
de timeslice y para diferentes cargas de cambio de contexto de procesos. Para ello debe
seguir los siguientes pasos:
a) Utilizando su libraría de funciones que ha creado en practicas anteriores, genera los
siguientes datos para procesos que van a querer utilizar el CPU: (i) el PID de cada
procesos, un número aleatorios que representa el tiempo de llegada, y un numero
aleatorio que representa el tiempo total que va a ejecutar en el CPU. Como ejemplo,
los números puede ser como las siguientes:
PID T_llegada            T_total
1        30      0.783560
2         54     17.282004
3         97     32.814522
Que significa que el primer proceso llega a 30 segundos y quiere 0.783560 segundos para ejecutar, el segundo proceso llega a t=54 segundos y necesita 17.28 segundos para ejecutar, ect.
b) Escribe un función que dado los valores generado, es capaz de contar el timeslice y
utilizar planificación de “preemption”, si necesario, para intercambiar procesos cuando
el timeslice de un proceso se agota.
c) Escribe un algoritmo de político “Round Robin”.
d) Escribe un función que calcula el tiempo media de espera y el tiempo media de la tasa de terminar para todos los procesos.
e) Ejecuta su simulación para tiempos de sobrecargo de cambio de contexto de 0, 5, 10, 15, 20 y 25 milisegundos; y por valores de timeslice de: 50, 100, 250, y 500
milisegundos. Hacer gráficos (plots) de lo que encuentras.

Lo primero que tenemos que hacer es copiar la libreria list.h a un archivo nuevo (el kernel de linux no esta en C estándar) y compilar para ver si lo acepta.

Al primer intento nos va a decir que no por las librerías así que tendremos que borrarlas del código

//#include <linux/poison.h>
//#include <linux/prefetch.h>
//#include <asm/system.h>

Volvemos a compilar y tenemos problemas con las variables LIST_POISON esto se produce en las siguientes dos funciones:

  • funcion1

static inline void list_del(struct list_head *entry)
{
__list_del(entry->prev, entry->next);
//entry->next = LIST_POISON1;
//entry->prev = LIST_POISON2;
}

  • funcion2

static inline void hlist_del(struct hlist_node *n)
{
__hlist_del(n);
//n->next = LIST_POISON1;
//n->pprev = LIST_POISON2;
}

Así  ya nos compila el código.

El uso de las listas del kernel difiere del uso clásico que tenemos en mente.

Diagrama clasico de la estructura de una lista
Diagrama clásico de la estructura de una lista

aquí tenemos el esquema de uso de una kernel list

comportamiento de una kernel list
comportamiento de una kernel list

la principal diferencia es que los enlaces de la lista son una estructura dentro de nuestra estructura, por lo tanto no nos movemos a través de nuestra lista sino que vamos accediendo a partes internas de la lista. El principal problema de utilizar este método es acceder a la estructura que contiene los enlaces, esto se realiza mediante el calculo del offset de un puntero.

/*
* getCustomListPointer — gets the customlist memory address from a listPointer calculating the offsett
* listPointer — a pointer that point a list element
*/

struct customList *getCustomListPointer(struct list_head *listPointer)//DONE
{
void * toret=NULL;
toret=listPointer;
//We use a void pointer because i can’t sobrem problems with pointers aritmetic
toret= (toret – ((unsigned long) &((struct customList *)0)->list));
return toret;
}

Toret es un puntero a  void para evitar problemas en la aritmética de punteros, si este fuera un char puntero -1 seria iguar a puntero -1(tamaño char) por lo que tendríamos problemas de fallo de segmento.

La estructura del código se puede observar en el siguiente esquema:

Organización del simulador de procesos
Organización del simulador de procesos

Existen unos pequeños bugs y características no implementadas en la aplicación

  • El iterador usa variable global que puede sufrir efectos laterales (las funciones copyCustomList tiene el problema arreglado al ser recursivas y utilizar un registro como indicador de fin de recursividad)
  • Habría que mirar el tamaño de una variable void* (si es >1 produce segmentation fault por mal calculo de offset)
  • Añadir elemento y otras funciones no esta implementado solo seria añadir una sucesión de printf y scanf en el código.
  • No esta implementado el paso de parámetros como por ejemplo establecer el numero de procesos que se simularan (cambiar 15000, por una variable en linea 113 de main.c)
Codigo Fuente
Codigo Fuente

Funcionamiento:

La ejecución muestra por pantalla los datos de cada proceso, timeslice y contextChangue según termina cada proceso,  se ha definido un conjunto de 15000 procesos para sacar estadísticas.

Los ejecución recomendada es ./ejecutable> salida.cvs siendo salida.cvs un archivo comma separated values que se importara a mysql para realizar calculos de forma mas sencilla. La definición de la tabla que se usara esta en el siguiente enlace (Database struct Definitión)

Una vez obtenida la salida la importación a MySql se realiza ejecutando un orden similar a esta.

LOAD DATA LOCAL INFILE’/home/luzem/NetBeansProjects/Practica3/dist/Debug/GNU-Linux-x86/salida.csv’
INTO TABLE roundrobin
FIELDS TERMINATED BY ‘,’
LINES TERMINATED BY ‘\n’

Con esto y un conjunto de consultas SQL podemos obtener los datos para procesar en GNUPLOT.

Gráficas

ContextChangue effects
Como Afecta el ContextChangue en la media global

En  la anterior gráfica podremos ver los efectos del incremento del contextChangue sobre el tiempo medio de espera, observando como el impacto es independiente del timeslice.

Tiempo medio de espera
Tiempo medio de espera

El tiempo medio de espera de cada proceso aumenta en función de timeslice y dada que la diferencia entre timeslice y contextchangue es muy alta es el aumento del timeslice quien castiga mas a los tiempos de espera.

En cambio si tenemos en cuenta la media del tiempo total de espera para los conjuntos de timeslice y contextchangue obtenemos la siguiente media

Impacto sobre el la media del tiempo total de espera
Impacto sobre el la media del tiempo total de espera

Cuando el timeslice es muy pequeño el numero de cambios de contexto aumenta penaliza el tiempo total de espera de una forma mas que considerable.

Si extraemos el 15% inicial y el 15% final y calculamos las medias para cada segmento obtenemos las siguiente grafica

Differences between short long process
Differences between short long process

En la anterior gráfica observamos que el impacto sobre la media de tiempo de espera, afecta mayormente a la parte central del conjunto de procesos.

Mejoras:

Utilizar varias listas round robin con diferente timeslice  y mover los elementos customList en función del contador de paradas (timeslice grande para procesos largos y timeslice pequeño para procesos cortos)

Practica 4 ASO, Fork o Threads ¿Que es mas eficiente?

Objetivo de Practica:

Vamos a empezar estudiar como el proceso es un parte fundamental para entender el funcionamiento del kernel. En este practica, vamos a compilar el kernel….

Otra conjunta de problemas que queremos ver tiene que ver con threads, como hemos visto en clase. Vamos a comprobar algunos problemas y ver como funcionan.

  1. Escribe un código para comparar el tiempo de ejecución para crear N procesos de fork y N threads. Plot su resultado como función de N.
  2. Comprobar como funciona el código de “mutexes” con threads. Intenta ejecutar este codigo sin los mutex locks. ¿Cuantos veces tiene un “race condition”. Puedes indicar como un % cuantos veces tienes un races?
  3. Compilar el kernel para que se puede compilar un kernel. Para ello tiene que instalar las utilidades de make y el libraría de “libncurses-dev”.

Parte 1

Cuando queremos aprovechar las ventajas de los nuevos procesadores de varios núcleos tenemos que recurrir a hacer fork’s del proceso o invocar threads

¿Cual es mejor?, usando el codigo  para los fork process y para los c threads (recordar añadir la opción -lpthread en gcc al compilar este ultimo)

aqui la tabla de tiempos en mi equipo

FORK FORK FORK Threads Threads Threads
real user sys real user sys
50 0.016 0.002 0.007 0.004 0.001 0.002
300 0.074 0.005 0.049 0.014 0.001 0.005
500 0.129 0.019 0.107 0.019 0.004 0.008
1000 0.238 0.023 0.226 0.037 0.000 0.017
5000 1.152 0.161 0.266 0.176 0.003 0.058
10000 2.306 0.255 2.685 0.354 0.018 0.114
30000 7.116 0.685 7.108 1.032 0.055 0.481
50000 11.665 1.048 11.665 1.764 0.114 0.693

y como interpretar datos de una tabla no es muy rapido ni intuitivo podemos crearemos unos gráficos con gnuplot, guardamos la tabla en un archivo de texto, (Fork and Threads Stats) abrimos el gnuplot y escribimos

set xlabel “Number of Process”

set ylabel “Seconds to Create”

plot “stats.txt” using 1:2 w lines title ‘Fork Real’,”stats.txt” using 1:3 w lines title “Fork User”,”stats.txt” using 1:4 w lines title ‘Fork Sys’,”stats.txt” using 1:5 w lines title ‘Threads Real’,”stats.txt” using 1:6 w lines title ‘Threads User’,”stats.txt” using 1:7 w lines title ‘Threads Sys’

y aparece en nuestra pantalla el siguiente gráfico

threads_vs_fork_total_times
threads_vs_fork_total_times

puede dar lugar a confusión así que lo sacaremos solo con el tiempo real

total_time_fork_vs_threads
total_time_fork_vs_threads

en definitiva si quieres ganar rendimiento el uso de los threads es mas adecuado.

Parte 2

Threads con Mutex
Threads con Mutex

Threads sin Mutex
Threads sin Mutex

Tras ejecutar los threads sin mutex varias veces el contador solo llega a valores entre 110-130 lo que significa que el 50-60% de los threads entran en “race condicion”

Parte 3

Documentación detallada para compilar el nucleo (Gentoo Handbook)

Numeros Aleatorios en ANSI C

necesitamos las librerias

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

/*
*getRandomInt — returns a random int value
*/
int getRandomInt()
{
int toret=0;

srand(time(NULL));//inicializamos la semilla aleatoria utilizando la hora del sistema

toret= (int) (random());
return toret;
}

Os recomiendo observar el valor de la variable RAND_MAX si queréis evitar que la secuencia sea poco aleatoria, evitar generar menos de 2/3 del valor de RAND_MAX

Librerias estaticas y Librerias dinamicas

Cunado estas compilando tus fuentes en Linux una de las opciones son el tipo de enlace que quieres realizar en tus librerías estático o dinámico ¿en que se diferencian?

  • Librerías estáticas (lib_nombrelibreria.a)

Una librería estática se “encastra” dentro de nuestro ejecutable lo que significa que podemos llevarlo a otro ordenador sin temer a que nos falten librerías.

pero si las librerías tienen un bug y aparece una versión que arregla ese fallo tienes que recompilar el código

son mas grandes al llevar las librerías encastradas

son mas rápidos en la ejecución porque las funciones están dentro del ejecutable no  tenemos que buscarlas

  • Librerías dinámicas (lib_nombre_libreria.so)

Una librería dinámica no se “encastra” dentro de nuestro ejecutable por lo que nuestro ejecutable sera mas pequeño pero

Si nos llevamos nuestro ejecutable a otra maquina las librerías tienes que ir con el

La ejecución es mas lenta a causa de tener que ir a buscar la librería fuera del ejecutable

Si existe un bug en la librería se actualiza y arreglado en todos los ejecutables que la usan , si es un cambio en una función (mas parámetros,cambio de comportamiento ..) tenemos que volver a compilar todo.

¿Como se compilan?

Estaticas

  1. Crear los ficheros objero (.o) a partir de nuestro codigo fuente (.c)

    gcc -c fuente.c -o fuente.o

  2. Crear las librerías (.a)

    ar -rv libnombre.a fuente1.o fuente2.o … fuenten.o

    librerias_estaticas
    librerias_estaticas

Dinámicas

  1. Crear los ficheros objeto

    gcc -c fuente.c -o fuente.o

  2. Crear las librerias dinamicas

    ld -o liblibreria.so objeto1.o objeto2.o … -shared

    librerias_dinamicas
    librerias_dinamicas

Listas simplemente enlazadas

Escribir un programa en C que define una estructura de una listas enlazada single.
Este lista enlazada debe contener un campo entero, denominada “pid”,
y también un campo de tipo array estatica denominada mem[], representando algo no especificada.
A continuación, escribe funciones que van a realizarlas siguientes operaciones fundamentales con este estructura:

  • crear un elemento que inicializa cada uno de los campos
  • insertar un nuevo elemento al principio (a la cabecera) de la lista
  • insertar un nuevo elemento al final (a la cola) de la lista
  • un iterador que es capaz de imprimir cada uno de los campos de cada elemento y también imprime cada uno de los elementos del array estática, mem[], correspondiente.
  • Eliminar un elemento de la lista a través del valor del pid

No es la solución mas elegante pero mi C se estaba oxidando demasiado

entrega_1_ASO

Punteros en C

Un puntero es una variable que apunta a una direccion de memoria

se declara así:

tipo_dato *nombrevariable

int *pid

Para obtener la dirección de memoria donde se encuentra una variable se utiliza el operador &

int unavariable;

int *punteroaint;

unavariable=1;

punteroaint=&unavariable;

printf(“La dirección de unavariables es %p\n”&unavariable);

printf(“El contenido de unavariable es %c\n”,*punteroaint);

¿Queda claro? siempre puedes dejar tus dudas en los comentarios