在openGL中绘制可变宽度线（无glLineWidth）

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/101718

  •  01-07-2019
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题

在不使用 glLineWidth 的情况下绘制可变宽度线的最佳方法是什么？只画一个矩形？各种平行线？以上都不是？

有帮助吗？

解决方案

假设你的原始点是 (x1,y1) -> (x2,y2)。使用以下点 (x1-width/2, y1)、(x1+width/2,y1)、(x2-width/2, y2)、(x2+width/2,y2) 构造一个矩形，然后使用四边形/三边形来绘制它。这是简单天真的方法。请注意，对于大线宽，您会得到奇怪的端点行为。那么你真正想做的是使用向量数学进行一些智能平行线计算（这应该不会那么糟糕）。由于某种原因，我想到了点/叉积和矢量投影。

其他提示

您可以绘制两个三角形：

// Draws a line between (x1,y1) - (x2,y2) with a start thickness of t1 and
// end thickness t2.
void DrawLine(float x1, float y1, float x2, float y2, float t1, float t2)
{
    float angle = atan2(y2 - y1, x2 - x1);
    float t2sina1 = t1 / 2 * sin(angle);
    float t2cosa1 = t1 / 2 * cos(angle);
    float t2sina2 = t2 / 2 * sin(angle);
    float t2cosa2 = t2 / 2 * cos(angle);

    glBegin(GL_TRIANGLES);
    glVertex2f(x1 + t2sina1, y1 - t2cosa1);
    glVertex2f(x2 + t2sina2, y2 - t2cosa2);
    glVertex2f(x2 - t2sina2, y2 + t2cosa2);
    glVertex2f(x2 - t2sina2, y2 + t2cosa2);
    glVertex2f(x1 - t2sina1, y1 + t2cosa1);
    glVertex2f(x1 + t2sina1, y1 - t2cosa1);
    glEnd();
}

好的，这个怎么样：（奥兹加）

       A
      / \
     /      \
    . p1        \
   /                \
  /                    D
 B -                 .p2
      -   -    -    C

所以AB是 width1 CD 是 width2.

然后，

// find line between p1 and p2
Vector p1p2 = p2 - p1 ;

// find a perpendicular
Vector perp = p1p2.perpendicular().normalize()

// Walk from p1 to A
Vector A = p1 + perp*(width1/2)
Vector B = p1 - perp*(width1/2)

Vector C = p2 - perp*(width2/2)
Vector D = p2 - perp*(width2/2)

// wind triangles
Triangle( A, B, D )
Triangle( B, D, C )

请注意，此算法可能存在 CW/CCW 绕线问题 - 如果上图中 perp 计算为 (-y, x)，则它将是 CCW 绕线，如果 (y, -x) 则它将是 CW 绕线。

对于那些正在寻找良好解决方案的人来说，此代码是使用 LWJGL 编写的，但可以轻松适应 OpenGL 的任何实现。

import java.awt.Color;
import org.lwjgl.opengl.GL11;
import org.lwjgl.util.vector.Vector2f;
public static void DrawThickLine(int startScreenX, int startScreenY, int endScreenX, int endScreenY, Color color, float alpha, float width) {

    Vector2f start = new Vector2f(startScreenX, startScreenY);
    Vector2f end = new Vector2f(endScreenX, endScreenY);

    float dx = startScreenX - endScreenX;
    float dy = startScreenY - endScreenY;

    Vector2f rightSide = new Vector2f(dy, -dx);
    if (rightSide.length() > 0) {
        rightSide.normalise();
        rightSide.scale(width / 2);
    }
    Vector2f leftSide = new Vector2f(-dy, dx);
    if (leftSide.length() > 0) {
        leftSide.normalise();
        leftSide.scale(width / 2);
    }

    Vector2f one = new Vector2f();
    Vector2f.add(leftSide, start, one);

    Vector2f two = new Vector2f();
    Vector2f.add(rightSide, start, two);

    Vector2f three = new Vector2f();
    Vector2f.add(rightSide, end, three);

    Vector2f four = new Vector2f();
    Vector2f.add(leftSide, end, four);

    GL11.glBegin(GL11.GL_QUADS);
    GL11.glColor4f(color.getRed(), color.getGreen(), color.getBlue(), alpha);
    GL11.glVertex3f(one.x, one.y, 0);
    GL11.glVertex3f(two.x, two.y, 0);
    GL11.glVertex3f(three.x, three.y, 0);
    GL11.glVertex3f(four.x, four.y, 0);
    GL11.glColor4f(1, 1, 1, 1);
    GL11.glEnd();
}

如果您偶然编写软件光栅器，则另一种方法是在像素着色阶段和颜色像素中使用重心坐标 当重心坐标之一接近 0 时. 。你给予的余量越多，线条就会越粗。

今天早些时候我也不得不做同样的事情。

用于创建一条跨越的线 (x1,y1) -> (x2,y2) 给定的 width, ，一个非常简单的方法是变换一个简单的单位大小的正方形跨度 (0., -0.5) -> (1., 0.5) 使用：

  1. glTranslatef(...) 将其移动到您想要的位置 (x1,y1) 地点;
  2. glScalef(...) 将其向右缩放 length 和期望的 width:使用 length = sqrt( (x2-x1)^2 + (y2-y1)^2 ) 或任何其他低复杂度近似；
  3. glRotatef(...) 到 angle 它到正确的方向：使用 angle = atan2(y2-y1, x2-x1).

单位正方形非常简单地由两个三角形带创建 GL_TRIANGLE_STRIP, ，经过上述转换后就变成了实线。

这里的负担主要落在 OpenGL（和您的图形硬件）上，而不是您的应用程序代码上。上面的过程很容易通过包围变成一个通用函数 glPushMatrix() 和 glPopMatrix() 来电。

一个矩形（即GL_QUAD 或两个 GL_TRIANGLES）听起来像是你最好的选择，不确定我能想到任何其他方式。

许可以下： CC-BY-SA 和 归因
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