1.Triangle类

1.1 Triangle.hpp：类的声明

定义了一个名为 Triangle 的类

  • 三角形顶点的齐次坐标：（x,y,z,w)

image-20231203094213284

注：w=0时表示该点在无穷远处

  • ifndef：防止头文件的重复包含，确保在编译时，同一个头文件不会被多次包含，从而避免因重复包含导致的重定义报错。
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#ifndef __TEST_H
#define __TEST_H
"
...... #内容
......
"
头文件结尾写上一行：
#endif

注：__TEST_H为标识符，通常是大写形式

  • void setNormals(const std::array& normals)：利用normals设置三角形顶点的法向量normal[3]
    • std::array：标准库中的容器
    • Vector3f（元素类型）、3（数组大小）
    • const:保证normals不会被修改,&:传递引用类型，避免对象的拷贝，提高执行效率
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#ifndef RASTERIZER_TRIANGLE_H
#define RASTERIZER_TRIANGLE_H

#include<eigen3/Eigen/Eigen>
#include"Texture.hpp"//项目内的头文件用""
using namespace Eigen;
class Triangle{
	Vector4f v[3];//三角形三个顶点的其次坐标（x,y,z,w)
	Vector3f color[3];//顶点的颜色
	Vector2f tex_coords[3];//顶点的纹理坐标
	Vector3f normal[3];//顶点的法向量

	Texture* tex = nullptr;//指向其纹理信息的指针

	Triangle();//默认构造函数

	//获取三个顶点的坐标
	Eigen::Vector4f a() const { return v[0]; }
	Eigen::Vector4f b() const { return v[1]; }
	Eigen::Vector4f c() const { return v[2]; }

	//设置第i个顶点的坐标
	void setVertex(int ind,Vector4f ver);//将第i个顶点的坐标设置为ver
	//设置法向量
	void setNormal(int ind, Vector3f ver);
	//设置颜色
	void setColor(int ind, float r, float g, float b);
	//设置所有顶点的法向量
	void setNormals(const std::array<Vector3f, 3>& normals);
	//设置所有顶点的颜色
	void setColors(const std::array<Vector3f, 3>& colors);
	//设置第i个顶点的纹理
	void setTexCoord(int ind, Vector2f uv);

	std::array<Vector4f, 3> toVector4() const;//定义toVector4()函数，将齐次坐标（x,y,z,w)转换为（x/w,y/w,z/w,1)的形式

};	
#endif // !RASTERIZER_TRIANGLE_H

1.2 Triangle.cpp：类的实现

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#include"Triangle.hpp"
#include<algorithm>
#include<array>

//构造函数的实现
Triangle::Triangle() {
	v[0] << 0, 0, 0, 1;
	v[1] << 0, 0, 0, 1;
	v[2] << 0, 0, 0, 1;
	color[0] << 0.0, 0.0, 0.0;
	color[1] << 0.0, 0.0, 0.0;
	color[2] << 0.0, 0.0, 0.0;
	tex_coords[0] << 0.0, 0.0;
	tex_coords[1] << 0.0, 0.0;
	tex_coords[2] << 0.0, 0.0;
}

//设置指定索引的纹理
void Triangle::setTexCoord(int ind, Vector2f uv) {
	tex_coords[ind] = uv;
}
//设置顶点
void Triangle::setVertex(int ind, Vector4f ver) {
	v[ind] = ver;
}
//设置法线
void Triangle::setNormal(int ind, Vector3f n) {
	normal[ind] = n;
}
//设置颜色
void Triangle::setColor(int ind, float r, float g, float b) {
	if ((r < 0.0) || (r > 255.) ||
		(g < 0.0) || (g > 255.) ||
		(b < 0.0) || (b > 255.)) {
		fprintf(stderr, "ERROR! Invalid color values");
		fflush(stderr);
		exit(-1);
	}

	color[ind] = Vector3f((float)r / 255., (float)g / 255., (float)b / 255.);
	return;
}
//将顶点坐标转换为标准的四维齐次坐标
std::array<Vector4f, 3> Triangle::toVector4() const
{
	std::array<Vector4f, 3> res;
	std::transform(std::begin(v), std::end(v), res.begin(), [](auto& vec) { return Vector4f(vec.x(), vec.y(), vec.z(), 1.f); });
	return res;
}
void Triangle::setNormals(const std::array<Vector3f, 3>& normals)
{
	// 设置法向量
	normal[0] = normals[0];
	normal[1] = normals[1];
	normal[2] = normals[2];
}

void Triangle::setColors(const std::array<Vector3f, 3>& colors)
{
	// 设置颜色
	auto first_color = colors[0];
	setColor(0, colors[0][0], colors[0][1], colors[0][2]);
	setColor(1, colors[1][0], colors[1][1], colors[1][2]);
	setColor(2, colors[2][0], colors[2][1], colors[2][2]);
}