OpenGL関数で三次元図形を描く

最初に、MinimalisticOpenGLDemo を見たことがない方は、先にそちらをご覧ください。

ここでは、GLUTによる「手抜き」OpenGL入門「三次元図形を描く」で解説されている内容をPTBのプログラムの中で行う方法について解説します。またPTBとどのように連動させるのかに重きを置いているので、OpenGLに関する詳細な説明はリンク元をご覧ください。

y軸を中心に25度回転（回転というよりは水平方向の幅が狭まったように見えます）

clear all;

AssertOpenGL;

ListenChar(2);

bgColor = [128 128 128]; % 背景色

screenWidth = 500; % OpenGLで描画する領域（正方形）の幅。

screenNumber=max(Screen('Screens'));

InitializeMatlabOpenGL;

try

    [windowPtr, windowRect] = Screen('OpenWindow', screenNumber, bgColor);

    % スクリーンの中心座標

    [centerPos(1), centerPos(2)] = RectCenter(windowRect);

    % OpenGL関数で描画する領域

    myRect = CenterRectOnPoint([0 0 screenWidth screenWidth], centerPos(1), centerPos(2));

    % OpenGL関数を使い始めるという宣言

    Screen('BeginOpenGL', windowPtr);

    % PTBの座標系では画面の左上が原点だが、OpenGLでは画面の左下が原点であることに注意。

    glViewport(myRect(1), myRect(2), screenWidth, screenWidth);

    glMatrixMode(GL.PROJECTION); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    glLoadIdentity;

    glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0);

    glClearColor(1,1,1,1); % 背景色

    glClear;

    glRotated(25.0, 0.0, 1.0, 0.0);

    glBegin(GL.POLYGON); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    glColor3d(1.0, 0.0, 0.0); % 赤

    glVertex2d(-0.9, -0.9);

    glColor3d(0.0, 1.0, 0.0); % 緑

    glVertex2d(0.9, -0.9);

    glColor3d(0.0, 0.0, 1.0); % 青

    glVertex2d(0.9, 0.9);

    glColor3ub(255, 255, 0); % 黄色（0から255の値で指定したいときは、glColor3ubを使います）

    glVertex2d(-0.9, 0.9);

    glEnd();

    % OpenGL関数の使用を終わります。

    Screen('EndOpenGL', windowPtr);

    % この段階で、PTBの機能を使って図形を描画することも可能です。

    Screen('FillRect', windowPtr, [255 0 0], [200 300 400 400]);

    Screen('Flip', windowPtr);

    KbWait;

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

catch

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

    psychrethrow(psychlasterror);

end

線画を表示する。

clear all;

AssertOpenGL;

ListenChar(2);

bgColor = [128 128 128]; % 背景色

screenWidth = 500; % OpenGLで描画する領域（正方形）の幅。

screenNumber=max(Screen('Screens'));

InitializeMatlabOpenGL;

% 頂点の情報

vertex = [

    0, 0, 0 % A (1)

    1, 0, 0 % B (2)

    1, 1, 0 % C (3)

    0, 1, 0 % D (4)

    0, 0, 1 % E (5)

    1, 0, 1 % F (6)

    1, 1, 1 % G (7)

    0, 1, 1 % H (8)

];

% ２つの頂点を結ぶ線分の情報

% MATLABでは行列の参照が０からではなく、１からであることに注意。

edge = [

    1, 2 % ア（A-B）

    2, 3 % イ（B-C）

    3, 4 % ウ（C-D）

    4, 1 % エ（D-A）

    5, 6 % オ（E-F）

    6, 7 % カ（F-G）

    7, 8 % キ（G-H）

    8, 5 % ク（H-E）

    1, 5 % ケ（A-E）

    2, 6 % コ（B-F）

    3, 7 % サ（C-G）

    4, 8 % シ（D-H）

];

try

    [windowPtr, windowRect] = Screen('OpenWindow', screenNumber, bgColor);

    % スクリーンの中心座標

    [centerPos(1), centerPos(2)] = RectCenter(windowRect);

    % OpenGL関数で描画する領域

    myRect = CenterRectOnPoint([0 0 screenWidth screenWidth], centerPos(1), centerPos(2));

    % OpenGL関数を使い始めるという宣言

    Screen('BeginOpenGL', windowPtr);

    % PTBの座標系では画面の左上が原点だが、OpenGLでは画面の左下が原点であることに注意。

    glViewport(myRect(1), myRect(2), screenWidth, screenWidth);

    glMatrixMode(GL.PROJECTION); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    glLoadIdentity;

    glOrtho(-2, 2, -2, 2, -2, 2);

    glClearColor(1,1,1,1); % 背景色

    glClear;

    glColor3d(0.0, 0.0, 0.0);

    glBegin(GL.LINES); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    for i = 1:12 % 12本の線分を描く

        glVertex3dv(vertex(edge(i,1),:));

        glVertex3dv(vertex(edge(i,2),:));

    end;

    glEnd();

    % OpenGL関数の使用を終わります。

    Screen('EndOpenGL', windowPtr);

    % この段階で、PTBの機能を使って図形を描画することも可能です。

    Screen('FillRect', windowPtr, [255 0 0], [200 300 400 400]);

    Screen('Flip', windowPtr);

    KbWait;

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

catch

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

    psychrethrow(psychlasterror);

end

透視投影する。

clear all;

AssertOpenGL;

ListenChar(2);

bgColor = [128 128 128]; % 背景色

screenWidth = 500; % OpenGLで描画する領域（正方形）の幅。

screenNumber=max(Screen('Screens'));

InitializeMatlabOpenGL;

% 頂点の情報

vertex = [

    0, 0, 0 % A (1)

    1, 0, 0 % B (2)

    1, 1, 0 % C (3)

    0, 1, 0 % D (4)

    0, 0, 1 % E (5)

    1, 0, 1 % F (6)

    1, 1, 1 % G (7)

    0, 1, 1 % H (8)

];

% ２つの頂点を結ぶ線分の情報

% MATLABでは行列の参照が０からではなく、１からであることに注意。

edge = [

    1, 2 % ア（A-B）

    2, 3 % イ（B-C）

    3, 4 % ウ（C-D）

    4, 1 % エ（D-A）

    5, 6 % オ（E-F）

    6, 7 % カ（F-G）

    7, 8 % キ（G-H）

    8, 5 % ク（H-E）

    1, 5 % ケ（A-E）

    2, 6 % コ（B-F）

    3, 7 % サ（C-G）

    4, 8 % シ（D-H）

];

try

    [windowPtr, windowRect] = Screen('OpenWindow', screenNumber, bgColor);

    % スクリーンの中心座標

    [centerPos(1), centerPos(2)] = RectCenter(windowRect);

    % OpenGL関数で描画する領域

    myRect = CenterRectOnPoint([0 0 screenWidth screenWidth], centerPos(1), centerPos(2));

    % OpenGL関数を使い始めるという宣言

    Screen('BeginOpenGL', windowPtr);

    % PTBの座標系では画面の左上が原点だが、OpenGLでは画面の左下が原点であることに注意。

    % 透視投影のときは、glViewportは不要。有効にすると表示が変わる。

    %glViewport(myRect(1), myRect(2), screenWidth, screenWidth);

    glMatrixMode(GL.PROJECTION); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    glLoadIdentity;

    gluPerspective(30.0, windowRect(3)/windowRect(4), 1.0, 100.0);

    glTranslated(0.0, 0.0, -5.0);

    glClearColor(1,1,1,1); % 背景色

    glClear;

    glColor3d(0.0, 0.0, 0.0);

    glBegin(GL.LINES); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    for i = 1:12 % 12本の線分を描く

        glVertex3dv(vertex(edge(i,1),:));

        glVertex3dv(vertex(edge(i,2),:));

    end;

    glEnd();

    % OpenGL関数の使用を終わります。

    Screen('EndOpenGL', windowPtr);

    % この段階で、PTBの機能を使って図形を描画することも可能です。

    Screen('FillRect', windowPtr, [255 0 0], [200 300 400 400]);

    Screen('Flip', windowPtr);

    KbWait;

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

catch

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

    psychrethrow(psychlasterror);

end

視点の位置を変更する。

clear all;

AssertOpenGL;

ListenChar(2);

bgColor = [128 128 128]; % 背景色

screenWidth = 500; % OpenGLで描画する領域（正方形）の幅。

screenNumber=max(Screen('Screens'));

InitializeMatlabOpenGL;

% 頂点の情報

vertex = [

    0, 0, 0 % A (1)

    1, 0, 0 % B (2)

    1, 1, 0 % C (3)

    0, 1, 0 % D (4)

    0, 0, 1 % E (5)

    1, 0, 1 % F (6)

    1, 1, 1 % G (7)

    0, 1, 1 % H (8)

];

% ２つの頂点を結ぶ線分の情報

% MATLABでは行列の参照が０からではなく、１からであることに注意。

edge = [

    1, 2 % ア（A-B）

    2, 3 % イ（B-C）

    3, 4 % ウ（C-D）

    4, 1 % エ（D-A）

    5, 6 % オ（E-F）

    6, 7 % カ（F-G）

    7, 8 % キ（G-H）

    8, 5 % ク（H-E）

    1, 5 % ケ（A-E）

    2, 6 % コ（B-F）

    3, 7 % サ（C-G）

    4, 8 % シ（D-H）

];

try

    [windowPtr, windowRect] = Screen('OpenWindow', screenNumber, bgColor);

    % スクリーンの中心座標

    [centerPos(1), centerPos(2)] = RectCenter(windowRect);

    % OpenGL関数で描画する領域

    myRect = CenterRectOnPoint([0 0 screenWidth screenWidth], centerPos(1), centerPos(2));

    % OpenGL関数を使い始めるという宣言

    Screen('BeginOpenGL', windowPtr);

    % PTBの座標系では画面の左上が原点だが、OpenGLでは画面の左下が原点であることに注意。

% 透視投影のときは、glViewportは不要。有効にすると表示が変わる。

    %glViewport(myRect(1), myRect(2), screenWidth, screenWidth);

    glMatrixMode(GL.PROJECTION); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    glLoadIdentity;

    gluPerspective(30.0, windowRect(3)/windowRect(4), 1.0, 100.0);

    gluLookAt(3.0, 4.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

    glClearColor(1,1,1,1); % 背景色

    glClear;

    glColor3d(0.0, 0.0, 0.0);

    glBegin(GL.LINES); % アンダーバーがドットになっていることに注意。

    for i = 1:12 % 12本の線分を描く

        glVertex3dv(vertex(edge(i,1),:));

        glVertex3dv(vertex(edge(i,2),:));

    end;

    glEnd();

    % OpenGL関数の使用を終わります。

    Screen('EndOpenGL', windowPtr);

    % この段階で、PTBの機能を使って図形を描画することも可能です。

    Screen('FillRect', windowPtr, [255 0 0], [200 300 400 400]);

    Screen('Flip', windowPtr);

    KbWait;

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

catch

    Screen('CloseAll');

    ShowCursor;

    ListenChar(0);

    psychrethrow(psychlasterror);

end