QT OpenGL加载STL模型文件并旋转放缩
加载模型文件
模型文件有很多种格式，有一种方法是利用Assimp库来加载各类格式的模型，也就是众生平等！
但是本人太菜，网上搜索的各种方法我都没能成功在QT中实现，而且本人项目需求不高，所以我选择了简单的方法来加载模型文件——STL模型文件加载，也就是说我这个只能加载一个格式的模型文件，但对我来说够用了。
STL文件格式
文件格式如上图：STL格式是将模型保存为一个又一个的小三角形，精度越高，三角形数量越多。
其中fact-endfact之间是一个三角形的信息，包括facet normal后面的是该面的法向量，用于光照。
三个vertex是三角形三个顶点。通过如下函数可将该模型文件的信息读入数组之中。
vertices = loadAscllStl("C:\\Users\\86132\\Desktop\\STL_model_ascll\\test1.STL",1);
ratio是放大系数，用于模型文件尺寸数据过大或者过小时，可用该系数调整。
QVector<float> Widget::loadAscllStl(QString filename,int ratio)
{
QVector<float> vertices_temp;
qDebug() << "load text file:" << filename;
QFile file(filename);
if (!file.open(QIODevice::ReadOnly | QIODevice::Text))
{
qDebug() << "Open stl_file failed." << endl;
}
while (!file.atEnd())//文件一行一行读，未读到最后一行，就执行循环体
{
QString line = file.readLine().trimmed(); // trimmed去除了开头和结尾的空白字符串
QStringList words = line.split(' ', QString::SkipEmptyParts);
if (words[0] == "facet") {
Normal = {ratio*words[2].toFloat(), ratio*words[3].toFloat(),ratio*words[4].toFloat()};//获取法向量
}
else if (words[0] == "vertex") {
Position = {ratio*words[1].toFloat(), ratio*words[2].toFloat(),ratio*words[3].toFloat()};//获取顶点位置
vertices_temp.append(Position);
vertices_temp.append(Normal);
}
else
{
continue;
}
}
qDebug() << "write vertice_temp success!" << filename;
return vertices_temp;
// file.close();
}
这里填写模型文件地址时，我始终加载不成功，最后找到个说法，得用双斜杠在地址中才能加载成功！
SolidWorks绘制模型保存时要注意的地方
首先，最好以原点为模型的中心，这样旋转的时候才会以模型的中心旋转，而不是以某一顶点旋转。
其次，保存文件时，在选项中可选择单位，精度，以及勾选不将坐标转为正空间。如果不勾选，软件回默认将你的模型坐标全部转为正坐标，这样，即使你画模型时，将模型中心放在原点，也会全部被转为正坐标，到时候出来的模型旋转会以一个顶点而非中心旋转。
精度选取可自行选取，看上面的GIF，中间圆柱很明显像是很多长方形连起来的，这是因为我选的精度不高。
鼠标事件实现旋转放缩
这部分原理与坐标变换那部分相同。主要是获取鼠标的操作信息，来获取xtrans,ytrans,ztrans。然后改变model矩阵,通过该矩阵与模型顶点数据相乘，即可得到旋转放缩的模型。之前的旋转的立方体的model是随时间变化，这里只不过改成了随鼠标的输入变化而已。
鼠标事件代码
void Widget::mousePressEvent(QMouseEvent *event)//鼠标事件获取
{
mousePos = QVector2D(event->pos());
event->accept();
}
void Widget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)//鼠标移动
{
if(event->buttons() == Qt::LeftButton)
{
QVector2D newPos = (QVector2D)event->pos();
QVector2D diff = newPos - mousePos;
qreal angle = (diff.length())/3.6;
// Rotation axis is perpendicular to the mouse position difference
// vector
QVector3D rotationAxis = QVector3D(diff.y(), diff.x(), 0.0).normalized();
rotation = QQuaternion::fromAxisAndAngle(rotationAxis, angle) * rotation;
mousePos = newPos;
this->update();
}
event->accept();
}
void Widget::wheelEvent(QWheelEvent *event)//滚轮事件
{
QPoint numDegrees = event->angleDelta() / 8;
if (numDegrees.y() > 0) {
ztrans += 0.25f;
} else if (numDegrees.y() < 0) {
ztrans -= 0.25f;
}
this->update();
event->accept();
}
model改变
model.setToIdentity();
model.translate(xtrans, ytrans, ztrans);
model.rotate(rotation);
shaderprogram.setUniformValue("model", model);
顶点着色器改变
gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);
光照部分
QVector3D lightColor(1.0f,1.0f,1.0f);
QVector3D objectColor(1.0f,0.5f,0.31f);
QVector3D lightPos(0.0f,0.0f,50.0f);//光源位置
shaderprogram.setUniformValue("objectColor",objectColor);
shaderprogram.setUniformValue("lightColor",lightColor);
shaderprogram.setUniformValue("lightPos", lightPos);
片段着色器改变
float ambientStrength = 0.1;
vec3 ambient = ambientStrength * lightColor;
vec3 norm = normalize(Normal);
vec3 lightDir = normalize(lightPos - FragPos);
float diff = max(dot(norm, lightDir), 0.0);
vec3 diffuse = diff * lightColor;
vec3 result = (ambient + diffuse) * objectColor;
FragColor = vec4(result, 1.0);
整体代码分享
main.cpp
#include "widget.h"
#include widget.h
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
#include widget.cpp
#include "widget.h"
#include stl.vert
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos; // 位置变量的属性位置值为 0
layout (location = 1) in vec3 aNormal; // 颜色变量的属性位置值为 1
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;
out vec3 FragPos;
out vec3 Normal;
void main()
{
gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);
Normal = mat3(model) * aNormal;//用于旋转时，使得法向量一起改变
FragPos = vec3(model * vec4(aPos, 1.0));
}
stl.frag
#version 330 core
//layout( location = 0 ) out vec4 FragColor;
out vec4 FragColor;
uniform vec3 objectColor;
uniform vec3 lightColor;
in vec3 FragPos;
in vec3 Normal;
uniform vec3 lightPos;
void main()
{
float ambientStrength = 0.1;
vec3 ambient = ambientStrength * lightColor;
vec3 norm = normalize(Normal);
vec3 lightDir = normalize(lightPos - FragPos);
float diff = max(dot(norm, lightDir), 0.0);
vec3 diffuse = diff * lightColor;
vec3 result = (ambient + diffuse) * objectColor;
FragColor = vec4(result, 1.0);
}
