本文原始地址:OpenCV for Ios 学习笔记(9)-用OPENGL渲染AR场景2
drawFrame的操作步骤是:
1.清除场景。
2.启动正射投影绘制背景。
3.在视口绘制最后一个从相机获取到的图像。
4.根据相机内在参数设置透视投影。
5.把每个侦测到的标记的坐标系移动到标记的3维位置(把4x4的变换矩阵应用到opengl的模型矩阵上)。
6.呈现一个任意的3维物体。
7.展示帧缓存。
我们将会在帧准备好时调用drawFrame - 当一个新的相机帧被上传到视频内存中,并且标记监测的步骤已经完成。
下面的就是drawFrame的代码:
- (void)drawFrame { //启动激活的帧缓存 [m_glview setFramebuffer]; // 绘制背景 [self drawBackground]; // 在检测到的标记处绘制3维物体 [self drawAR]; // 呈现帧缓存 bool ok = [m_glview presentFramebuffer]; int glErCode = glGetError(); if (!ok || glErCode != GL_NO_ERROR) { std::cerr << "opengl 检测出错,错误代码是:" << glErCode << std::endl; } }
- (void) drawBackground { //获取视口的宽高 GLfloat w = m_glview.bounds.size.width; GLfloat h = m_glview.bounds.size.height; //四个顶点坐标 const GLfloat squareVertices[] = { 0, 0, w, 0, 0, h, w, h }; //纹理顶点 static const GLfloat textureVertices[] = { 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1 }; //正视矩阵 static const GLfloat proj[] = { 0, -2.f/w, 0, 0, -2.f/h, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1 }; /* glMatrixMode - 指定哪一个矩阵是当前矩阵 mode 指定哪一个矩阵堆栈是下一个矩阵操作的目标,可选值: GL_MODELVIEW、GL_PROJECTION、GL_TEXTURE. 说明 glMatrixMode设置当前矩阵模式: GL_MODELVIEW,对模型视景矩阵堆栈应用随后的矩阵操作. GL_PROJECTION,对投影矩阵应用随后的矩阵操作. GL_TEXTURE,对纹理矩阵堆栈应用随后的矩阵操作. 与glLoadIdentity()一同使用 glLoadIdentity():该函数的功能是重置当前指定的矩阵为单位矩阵。 在glLoadIdentity()之后我们为场景设置了透视图。glMatrixMode(GL_MODELVIEW)设置当前矩阵为模型视图矩阵,模型视图矩阵储存了有关物体的信息。 */ glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadMatrixf(proj); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glDepthMask(FALSE); glDisable(GL_COLOR_MATERIAL); glEnable(GL_TEXTURE_2D); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_backgroundTextureId); // 更新属性值. glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, squareVertices); glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY); glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, textureVertices); glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); glColor4f(1,1,1,1); glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4); glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY); glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); glDisable(GL_TEXTURE_2D); }
在场景中渲染虚拟物体是很机灵的事。首先我们需要根据相机内在参数,适应OpenGL投影矩阵。如果没有这步,我们将得到错误的透射投影,这会使虚拟的物体看起来不那么自然,好像“飘在空中”,没有真实感!正确的投影是所有增强现实应用的必备。
下面是根据相机内参创建OpenGL投影矩阵的一片代码:
- (void)buildProjectionMatrix:(Matrix33)cameraMatrix: (int)screen_width: (int)screen_height: (Matrix44&) projectionMatrix { float near = 0.01; // 近裁剪距离 float far = 100; // 远裁剪距离 // 相机的参数 float f_x = cameraMatrix.data[0]; // Focal length in x axis float f_y = cameraMatrix.data[4]; // Focal length in y axis (usually the same?) float c_x = cameraMatrix.data[2]; // Camera primary point x float c_y = cameraMatrix.data[5]; // Camera primary point y projectionMatrix.data[0] = - 2.0 * f_x / screen_width; projectionMatrix.data[1] = 0.0; projectionMatrix.data[2] = 0.0; projectionMatrix.data[3] = 0.0; projectionMatrix.data[4] = 0.0; projectionMatrix.data[5] = 2.0 * f_y / screen_height; projectionMatrix.data[6] = 0.0; projectionMatrix.data[7] = 0.0; projectionMatrix.data[8] = 2.0 * c_x / screen_width - 1.0; projectionMatrix.data[9] = 2.0 * c_y / screen_height - 1.0; projectionMatrix.data[10] = -( far+near ) / ( far - near ); projectionMatrix.data[11] = -1.0; projectionMatrix.data[12] = 0.0; projectionMatrix.data[13] = 0.0; projectionMatrix.data[14] = -2.0 * far * near / ( far - near ); projectionMatrix.data[15] = 0.0; }在我们载入这个矩阵到OpenGL管道后,接下来我们绘制物体。
任何一个变换都能够被4x4矩阵呈现并且载入到OpenGL模型视图矩阵,这一步将会把坐标系移动到世界坐标系中的标记处。
例如,让我们在每个标记的上方绘制一个坐标轴-它将会展示标记的在空间中的方向,并用渐变的矩形填充整个标记
。这个视觉化操作将会像预期一样给我们视觉上反馈。下面是drawAR函数的实现:
- (void) drawAR { Matrix44 projectionMatrix; //相机的内参 屏幕的宽高 待输出的投影矩阵 [self buildProjectionMatrix:m_calibration.getIntrinsic():m_frameSize.width :m_frameSize.height :projectionMatrix]; glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadMatrixf(projectionMatrix.data); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glDepthMask(TRUE); glEnable(GL_DEPTH_TEST); //glDepthFunc(GL_LESS); //glDepthFunc(GL_GREATER); glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY); glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY); glPushMatrix(); glLineWidth(3.0f); //三条轴 float lineX[] = {0,0,0,1,0,0}; float lineY[] = {0,0,0,0,1,0}; float lineZ[] = {0,0,0,0,0,1}; const GLfloat squareVertices[] = { -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, }; const GLubyte squareColors[] = { 255, 255, 0, 255, 0, 255, 255, 255, 0, 0, 0, 0, 255, 0, 255, 255, }; //遍历标记变换 for (size_t transformationIndex=0; transformationIndex<m_transformations.size(); transformationIndex++) { const Transformation& transformation = m_transformations[transformationIndex]; Matrix44 glMatrix = transformation.getMat44(); glLoadMatrixf(reinterpret_cast<const GLfloat*>(&glMatrix.data[0])); // 绘制数据 glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, squareVertices); glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY); glColorPointer(4, GL_UNSIGNED_BYTE, 0, squareColors); glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY); glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4); glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY); float scale = 0.5; glScalef(scale, scale, scale); glTranslatef(0, 0, 0.1f); glColor4f(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, lineX); glDrawArrays(GL_LINES, 0, 2); glColor4f(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f); glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, lineY); glDrawArrays(GL_LINES, 0, 2); glColor4f(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f); glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, lineZ); glDrawArrays(GL_LINES, 0, 2); } glPopMatrix(); glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY); }
作为一个例子的结尾,我们将演示我们的成果并总结。
OpenCV for Ios 学习笔记(10)-标记检测总结