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Kamera mit Anleitung

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Andyh

Betreff des Beitrags: Kamera mit Anleitung

Verfasst: Fr Okt 14, 2005 11:16

DGL Member

Registriert: Do Jun 09, 2005 13:48
Beiträge: 117
Wohnort: Sankt Augustin

Nachdem ich viel Zeit damit verbracht habe eine funktionierende Kamera
zu bauen und es nun endlich geschafft habe, wollte ich diese Funktionalität
auch anderen zur Verfügung stellen.
Da mir schon viel geholfen wurde, kann ich so einen Teil meiner "Schuld"
zurück zahlen.

Die folgend beschriebene Kamera kann sich um alle drei Achsen drehen und sich
in allen ebenen bewegen. Der Drehpunkt um den sich die Kamera dreht wird mit
dem Aufruf der Prozedur PositionCamera festgelegt. Sollte man diesen Dreh-
punkt benötigen (z.B. zum anzeigen eines Koordinatenkreuzes, ...) so kann man
auf die property PointOfRotation zugreifen (read only).

Die Kamera kann bis zu zehn Positionen speichern und auch wieder herstellen.
(SavePosition, RestorePosition)

Die Kamera kann sich selber zu jeder Zeit unter Beibehaltung der aktuellen
Position senkrecht zur Welt ausrichten.
(Adjust)

Um sicher zu sein, dass auch alle nötigen Definitionen und Funktionen zur
Verfügung stehen habe ich einfach mal einen Großteil meiner Funktionssammlung
beigefügt (OpenGLUtil.pas). Diese Funktionen/Prozeduren werden so oder in leicht
abgeänderter Form wohl bei jedem OpenGL Programmierer existieren.

Sollte es noch irgendwelche Fragen zu diesem Modul geben so stehe ich gerne
zur Verfügung.

Camera.pas

Gebrauch der Funktionen:

1. PositionCamera mit Vektoren für Position, Blickrichtung und Ausrichtung
aufrufen. Die Blickrichtung gibt auch gleichzeitig den Drehpunkt der Szene
an um den dann mit RotateCamera gedreht werden kann.

2. Aufruf der Funktionen RotateCamera und TranslateCamera um die Ausrichtung/Lage der
Kamera zu verändern. z.B.:

// FRightMousePressed, FLeftMousePressed,
// FxDelta, FyDelta, FxStart, FyStart,
// FxRot und Fyrot sind als var im aktuellen Modul definiert.

procedure TExample.FormMouseMove(Sender: TObject; Shift: TShiftState; X,
Y: Integer);
begin
//Dragging is happening only if the mouse button is down
if not (FRightMousePressed or FLeftMousePressed) then exit;

//Calculate how much the mouse has moved
FxDelta := FxStart-X;
FyDelta := FyStart-Y;

//Adjust rotation and scale so it is'nt too fast
FxRot := FxRot - FyDelta/20;
Fyrot := FyRot - FxDelta/20;

//Next time, we start from here
FxStart := X;
FyStart := Y;

if FRightMousePressed then
begin
if FxRot <> 0 then FCamera.RotateCamera (FxRot, 0, 0);
if FyRot <> 0 then FCamera.RotateObject (0, FyRot, 0);
end;
if FLeftMousePressed then
begin
if FxRot <> 0 then FCamera.TranslateCamera (FxRot, 0, 0);
if FyRot <> 0 then FCamera.TranslateCamera (0, FyRot, 0);
end;
Paint;

FxRot := 0;
FyRot := 0;
end;

Dieses Beispiel is vereinfacht dargestellt und es kann sein, dass man
daran noch etwas herumspielen muss. Ich habe noch das Mausrad eingesetzt
um in den Bildschirm hinein- oder aus ihm herauszuzoomen (TranslateCamera(0,0,?)).

3. Szene zeichnen:

Lichteigenschaften setzen
Materialeigenschaften setzen
halt die üblichen Vorbereitungen treffen

FCamera.Apply

Szene zeichnen

Swapbuffers...

usw.

Hier das Kameramodul:

Code:

 
unit Camera;
 
interface
 
  Uses DglOpenGL, OpenGLUtil, Windows, Classes;
 
  type TCameraMatrix=Class
    Matrix: TArrMatrix;
    InverseMatrix: TArrMatrix;
    procedure Identity;
    procedure Load(M: TArrMatrix);
    constructor Create;
  end;
 
  TCamera=Class
    CameraMatrix: TCameraMatrix;
    Enabled  : boolean;
    Initiated: boolean;
    constructor Create;
    destructor Destroy;
    function Position: TGLvector;
    function UpVector: TGLvector;
    function ViewDirection: TGLvector;
    procedure RestorePosition(pos: integer);
    procedure SavePosition(pos: integer);
    procedure RotateCamera(ix, iy, iz: TGLdouble);
    procedure TranslateCamera(ix, iy, iz: TGLdouble);
    procedure CameraHome;
    procedure PositionCamera(PositionVec: TGLvector;
                 ViewVec: TGLvector;
                 upVec: TGLvector);
    procedure Adjust;
    procedure Apply;
  private
    HomeMatrix: TCameraMatrix;
    PosArray: array [0..9] of TCameraMatrix;
    FPointOfRotation: TGLvector;
    procedure Identity;
    procedure RotateMatrix(ix, iy, iz: TGLdouble);
    procedure Offset(x, y, z: TGLfloat);
    procedure RotateRoundAxis(rx, ry, rz: TGLfloat);
  published
    property PointOfRotation: TGLvector read FPointOfRotation;
  end;
  TPCamera=^TCamera;
 
implementation
 
constructor TCameraMatrix.Create;
begin
  Identity;
end;
 
procedure TCameraMatrix.Identity;
var
  i: integer;
begin
  Matrix := GetArrIdentity;
  InverseMatrix := GetArrIdentity;
end;
 
procedure TCameraMatrix.Load(M: TArrMatrix);
var
  i: integer;
begin
  for i:=0 to 15 do
    Matrix[i]:=M[i];
  InvertMatrix (M, InverseMatrix);
end;
 
 
procedure TCamera.RotateRoundAxis(rx, ry, rz: TGLfloat);
var
  newMatrix: TArrMatrix;
begin
  glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
  glPushMatrix();
  glLoadMatrixf(@CameraMatrix.Matrix);
 
  if(rx <> 0) then
    glRotatef(rx,1,0,0);
 
  if(ry <> 0) then
    glRotatef(ry,0,1,0);
 
  if(rz <> 0) then
    glRotatef(rz,0,0,1);
 
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, @newMatrix);
  CameraMatrix.Load(newMatrix);
  glPopMatrix();
end;
 
constructor TCamera.Create;
var
  i: integer;
begin
  Initiated := false;
  CameraMatrix := TCameraMatrix.Create;
  HomeMatrix := TCameraMatrix.Create;
  for i := 0 to 9 do
    PosArray[i] := TCameraMatrix.Create;
end;
 
procedure TCamera.Identity;
begin
  CameraMatrix.Identity;
  HomeMatrix.Identity;
 
  Enabled := true;
end;
 
destructor TCamera.Destroy;
var
  i: integer;
begin
  HomeMatrix.Free;
  CameraMatrix.Free;
  for i := 0 to 9 do
    PosArray[i].Free;
end;
 
procedure TCamera.Offset(x, y, z: TGLfloat);
var
  newMatrix: TArrMatrix;
begin
  glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
  glPushMatrix();
  glLoadIdentity;
  glTranslatef(x,y,z);
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, @newMatrix);
  // wenn ich mit der funktion glMultMatrixf arbeite, wird die zeichnung
  // immer entlang der richtigen achsen verschoben. wenn ich matrixmultiply
  // nehme, wird sie auf den bildschirmachsen verschoben. das ist angenehmer
  // zum arbeiten
  MatrixMultiply (newMatrix, CameraMatrix.Matrix, newMatrix);
  CameraMatrix.Load(newMatrix);
  glPopMatrix();
end;
 
 
procedure TCamera.PositionCamera(PositionVec: TGLvector;
                                       ViewVec: TGLvector;
                                       upVec: TGLvector);
var
  newMatrix: TArrMatrix;
  i: integer;
begin
  Identity;
  FPointOfRotation := ViewVec;
 
  glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
  glPushMatrix;
  glLoadIdentity;
  glTranslatef (PositionVec.X, PositionVec.Y, PositionVec.Z);
  gluLookAt (PositionVec.X, PositionVec.Y, PositionVec.Z,
             ViewVec.X, ViewVec.Y, ViewVec.Z,
             upVec.X, upVec.Y, upVec.Z);
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, @newMatrix);
  CameraMatrix.Load(newMatrix);
  HomeMatrix.Load(newMatrix);
  glPopMatrix;
 
  if not Initiated then
  begin
    for i := 0 to 9 do
      SavePosition (i);
    Initiated := true;
  end;
end;
 
// Move the camera to the home position
procedure TCamera.CameraHome;
begin
  CameraMatrix.Load(HomeMatrix.Matrix);
end;
 
procedure TCamera.SavePosition (pos: integer);
begin
  if (pos < 0) or (pos > 9) then
    exit;
 
  PosArray[pos].Load(CameraMatrix.Matrix);
end;
 
procedure TCamera.RestorePosition (pos: integer);
begin
  if (pos < 0) or (pos > 9) then
    exit;
 
  CameraMatrix.Load(PosArray[pos].Matrix);
end;
 
procedure TCamera.TranslateCamera(ix, iy, iz: TGLdouble);
begin
  Offset (ix, iy, iz);
end;
 
procedure TCamera.RotateCamera(ix, iy, iz: TGLdouble);
begin
  RotateMatrix (ix, iy, iz);
end;
 
procedure TCamera.Apply;
begin
  if not Enabled then
    exit;
 
  glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
  glLoadMatrixf(@CameraMatrix.Matrix);
  glTranslatef (-PointOfRotation.X,
                -PointOfRotation.y,
                -PointOfRotation.Z);
end;
 
procedure TCamera.RotateMatrix (ix, iy, iz: TGLdouble);
begin
  RotateRoundAxis (iy, ix, iz);
end;
 
function TCamera.Position: TGLvector;
var
  return: TGLvector;
begin
  // position: letzte Spalte der Matrix
  InitVector (return,
              CameraMatrix.Matrix[12],
              CameraMatrix.Matrix[13],
              CameraMatrix.Matrix[14]);
  result := return;
end;
 
function TCamera.ViewDirection: TGLvector;
var
  return: TGLvector;
begin
  // view direction: dritte Spalte der Matrix (Z-Achse)
  InitVector (return,
              CameraMatrix.Matrix[08],
              CameraMatrix.Matrix[09],
              CameraMatrix.Matrix[10]);
  result := return;
end;
 
function TCamera.UpVector: TGLvector;
var
  return: TGLvector;
begin
  // upVector: zweite Spalte der Matrix (Y-Achse)
  InitVector (return,
              CameraMatrix.Matrix[04],
              CameraMatrix.Matrix[05],
              CameraMatrix.Matrix[06]);
 result := return;
end;
 
procedure TCamera.Adjust;
var
  temp: TArrMatrix;
begin
  // kamera senkrecht zur Y-Achse ausrichten
  // position beibehalten
  temp[00] := 1;
  temp[01] := 0;
  temp[02] := 0;
  temp[03] := 0;
  temp[04] := 0;
  temp[05] := 1;
  temp[06] := 0;
  temp[07] := 0;
  temp[08] := 0;
  temp[09] := 0;
  temp[10] := 1;
  temp[11] := 0;
  temp[12] := CameraMatrix.Matrix[12];
  temp[13] := CameraMatrix.Matrix[13];
  temp[14] := CameraMatrix.Matrix[14];
  temp[15] := CameraMatrix.Matrix[15];
  CameraMatrix.Load(temp);
end;
 
end.
 

Und hier die Funktionssammlung:

Code:

 
unit OpenGLUtil;
 
interface
 
uses DglOpenGL, Math, Windows, Graphics, SysUtils, Dialogs;
 
type
  TProjection=(Frustum, Orthographic, Perspective);
 
  TGLPlace=packed record
    X,Y,Z: glFloat;
  end;
 
  TScale=packed record
    X,Y,Z: glFloat;
  end;
 
  TGLPosition=packed record
    X,Y,Z,W: glFloat;
  end;
 
  TPosition = packed record
    X,Y,Z,W: GLdouble;
  end;
 
  TGLVector = packed record
    X,Y,Z: GLfloat;
  end;
  TGLVectorArray = array of TGLvector;
  TGLfloatArray = array of TGLfloat;
 
  TGKVector = packed record
    X,Y,Z: GLfloat;
  end;
 
  TAngle = packed record
    X,Y,Z: GLdouble;
  end;
 
  TGLColor=record
    red,green,blue,alpha: GLclampf;
  end;
 
  TRotation = packed record
    angle, x, y, z: GLfloat;
  end;
 
  TTextureInfo = packed record
    BitmapName: string;
    TextureNum: GLUint;
  end;
  TTextureList = array of TTextureInfo;
 
  TMatrix = array [0..3,0..3] of TGLFloat;
  TArrMatrix = array [0..15] of TGLFloat;
  TFrustum = array [0..5,0..3] of TGLFloat;
  TArrVector = array [0..3] of TGLFloat;
 
  function Multiply (Color: TGLcolor; mult: TGLdouble): TGLcolor;
  procedure MatrixMultiply(M1, M2:TArrMatrix; var M3: TArrMatrix);
  function MakeVector(X,Y,Z:TGLFloat):TArrVector;overload;
  function MakeVector(X,Y,Z,W:TGLFloat):TArrVector;overload;
  procedure Normalize(aVector:TArrVector;var RVec:TArrVector);overload;
  procedure Normalize(aVector:TGLVector;var RVec:TGLVector);overload;
  function GetIdentity:TMatrix;
  function GetArrIdentity:TArrMatrix;
  function MatrixTranspose(const M:TMatrix):TMatrix;register;
  function VectorRotateX(v:TArrVector;a:TGLFloat):TArrVector;overload;
  function VectorRotateY(v:TArrVector;a:TGLFloat):TArrVector;overload;
  function VectorRotateZ(v:TArrVector;a:TGLFloat):TArrVector;overload;
  function VectorRotateX(v:TGLVector;a:TGLFloat):TGLVector;overload;
  function VectorRotateY(v:TGLVector;a:TGLFloat):TGLVector;overload;
  function VectorRotateZ(v:TGLVector;a:TGLFloat):TGLVector;overload;
 
  function GL2GKVector (V: TGLVector): TGKVector;
  function GK2GLVector (V: TGKVector): TGLVector;
  function GL2WinColor (GLcol: TGLcolor): TColor;
  function Win2GLColor (WinCol: Tcolor): TGLcolor;
  function CalcNormale (V1, V2, V3: TGLVector): TGLVector;
  function CrossProduct(V1, V2: TGLVector): TGLVector;
  function DotProduct (V1, V2: TGLVector): GLdouble;
  function LoadTexture(Filename: String; var Texture: GLuint): Boolean;
  function Magnitude(V1 : TGLVector) : GLfloat;
  function MultiplyVektor (V1, V2: TGLVector): TGLVector;
  function ScalarProduct (V1, V2: TGLVector): GLdouble;
  function SubtractVector (Vec1, Vec2: TGLVector): TGLVector;overload;
  function SubtractVector (Vec: TGLVector; X, Y, Z: TGLdouble): TGLVector;overload;
  function AddVector (Vec1, Vec2: TGLVector): TGLVector;overload;
  function AddVector (Vec: TGLVector; X, Y, Z: TGLdouble): TGLVector;overload;
  procedure CopyVector (FromVektor: TGLVector; var ToVektor: TGLVector);
  procedure InitVector (var V1: TGLVector; x, y, z: TGLdouble);overload;
  procedure InitVector (var V1: TGKVector; x, y, z: TGLdouble);overload;
  procedure InitVector (var V1: TArrVector; x, y, z: TGLdouble);overload;
  procedure InitScale (var S1: TScale; x, y, z: TGLdouble);
  procedure LoadBitmap(Filename: String;
                       out Width: Cardinal;
                       out Height: Cardinal;
                       out pData: Pointer);
  procedure GetRotation (V1, V2: TGLVector;
                         var Rotation: TRotation;
                         var normale: TGLVector);
  function MakeTextureFromBitmap (Bitmap: string; var BitmapList: TTextureList): GLenum;
  procedure EnableTexture (Texture: GLenum; TextureTiled: boolean);
  procedure DisableTexture;
  function TextToGLVector (VTxt: string): TGLVector;
  function TextToGKVector (VTxt: string): TGKVector;
  function GKVectorToText (V1: TGKVector): string;
  function GLVectorToText (V1: TGLVector): string;
  function MyCone (Start, Ende: TGLVector;
                   RadiusStart, RadiusEnde: TGLfloat;
                   Slices: Integer): boolean;
  function InvertMatrix (src: TArrMatrix; var inverse: TArrMatrix): boolean;
 
const
  C_X = 0;
  C_Y = 1;
  C_Z = 2;
  C_W = 3;
  C_EPS:TGLFloat=0.01;
  C_DEGTORAD:TGLFloat=3.1412/180;
  C_RADTODEG:TGLFloat=180/3.1412;
  C_LAMBDA_INCREMENT:TGLFloat=0.01;
 
 
implementation
 
function MyPower (Base: extended; Exp: integer): extended;
// ist nicht ausprogrammiert, funktioniert nur für eine 
// einfache zweierpotenz
begin
  result := Base * Base;
end;
 
procedure CopyVector (FromVektor: TGLVector; var ToVektor: TGLVector);
begin
  ToVektor.X := FromVektor.X;
  ToVektor.Y := FromVektor.Y;
  ToVektor.Z := FromVektor.Z;
end;
 
function SubtractVector (Vec1, Vec2: TGLVector): TGLVector;
// subtrahiert Vec2 von vec1 und gibt das ergebnis in vec3 zurück
var
  Vec3: TGLVector;
begin
  Vec3 .X := Vec1.X - Vec2.X;
  Vec3 .Y := Vec1.Y - Vec2.Y;
  Vec3 .Z := Vec1.Z - Vec2.Z;
  result := Vec3;
end;
 
function SubtractVector (Vec: TGLVector; X, Y, Z: TGLdouble): TGLVector;
// subtrahiert X, Y, Z von vec.x, vec.y, vec.z  und gibt das
// ergebnis zurück
begin
  Vec .X := Vec.X - X;
  Vec .Y := Vec.Y - Y;
  Vec .Z := Vec.Z - Z;
  result := Vec;
end;
 
function AddVector (Vec1, Vec2: TGLVector): TGLVector;
// addiert Vec2 auf vec1 und gibt das ergebnis in vec3 zurück
var
  Vec3: TGLVector;
begin
  Vec3 .X := Vec1.X + Vec2.X;
  Vec3 .Y := Vec1.Y + Vec2.Y;
  Vec3 .Z := Vec1.Z + Vec2.Z;
  result := Vec3;
end;
 
function AddVector (Vec: TGLVector; X, Y, Z: TGLdouble): TGLVector;
// addiert X, Y, Z auf vec.x, vec.y, vec.z  und gibt das
// ergebnis zurück
begin
  Vec .X := Vec.X + X;
  Vec .Y := Vec.Y + Y;
  Vec .Z := Vec.Z + Z;
  result := Vec;
end;
 
function Magnitude(V1 : TGLVector) : GLfloat;
var
  Ergebnis: GLdouble;
begin
// gibt die länge des vektors zurück
  Ergebnis := MyPower(V1.X,2)+MyPower(V1.Y,2)+MyPower(V1.Z,2);
  try
    result := sqrt(Ergebnis);
  except
    result := 0;
  end;
end;
 
function DotProduct (V1, V2: TGLVector): GLdouble;
var
  len1, len2: GLdouble;
  Ergebnis: GLdouble;
begin
  len1 := Magnitude (V1);
  len2 := Magnitude (V2);
  Ergebnis := ScalarProduct (V1, V2);
  Ergebnis := arccos (Ergebnis / (len1 * len2));
  result := radtodeg (Ergebnis) * 2.0;
end;
 
function CrossProduct(V1, V2: TGLVector): TGLVector;
var
  CrossVec: TGLVector;
begin
  CrossVec.X := ((V1.Y*V2.Z) - (V1.Z*V2.Y));
  CrossVec.Y := ((V1.Z*V2.X) - (V1.X*V2.Z));
CrossVec.Z := ((V1.X*V2.Y) - (V1.Y*V2.X));
  result := CrossVec;
 end;
 
function CalcNormale (V1, V2, V3: TGLVector): TGLVector;
var
  Kreuz: TGLvector;
  V1V2, V1V3: TGLvector;
begin
  // gibt die normale von 3 vektoren zurück (die senkrechte auf die
  // durch die drei vektoren gebildete ebene)
  V1V2 := SubtractVector (V2, V1);
  V1V3 := SubtractVector (V3, V1);
 
  Kreuz := CrossProduct (V1V2, V1V3);
 
  Normalize (Kreuz, result);
end;
 
procedure InitVector (var V1: TGLVector; x, y, z: TGLdouble);
begin
  V1.x := x;
  V1.y := y;
  V1.z := z;
end;
 
procedure InitVector (var V1: TGKVector; x, y, z: TGLdouble);
begin
  V1.x := x;
  V1.y := y;
  V1.z := z;
end;
 
procedure InitVector (var V1: TArrVector; x, y, z: TGLdouble);
begin
  V1[C_X] := x;
  V1[C_Y] := y;
  V1[C_Z] := z;
end;
 
procedure InitScale (var S1: TScale; x, y, z: TGLdouble);
begin
  S1.x := x;
  S1.y := y;
  S1.z := z;
end;
 
function MultiplyVektor (V1, V2: TGLVector): TGLVector;
var
  multVec: TGLVector;
begin
// zwei vektoren miteinander multiplizieren
  multVec.X := V1.X * V2.X;
  multVec.Y := V1.Y * V2.Y;
  multVec.Z := V1.Z * V2.Z;
  result := multvec;
end;
 
function ScalarProduct (V1, V2: TGLVector): GLdouble;
begin
// die summe der potenzen der einzelnen achsen von zwei vektoren errechnen
  result := (V1.X*V2.X +
             V1.Y*V2.Y +
             V1.Z*V2.Z);
end;
 
function LoadTexture(Filename: String; var Texture: GLuint): Boolean;
var
  pData: Pointer;
  Width: Cardinal;
  Height: Cardinal;
begin
  pData :=nil;
  LoadBitmap(Filename, Width, Height, pData);
 
  if (Assigned(pData)) then
    Result := True
  else
  begin
    Result := False;
    MessageBox(0, PChar('Unable to load ' + filename), 'Loading Textures', MB_OK);
    Halt(1);
  end;
 
  glGenTextures(1, @Texture);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Texture);
  glTexEnvi(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);  {Texture blends with object background}
 
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR); { only first two can be used }
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR); { all of the above can be used }
 
  gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3, Width, Height, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pData);
end;
 
procedure LoadBitmap(Filename: String;
                     out Width: Cardinal;
                     out Height: Cardinal;
                     out pData: Pointer);
var
  FileHeader: BITMAPFILEHEADER;
  InfoHeader: BITMAPINFOHEADER;
  Palette: array of RGBQUAD;
  BitmapFile: THandle;
  BitmapLength: Cardinal;
  PaletteLength: Cardinal;
  ReadBytes: Cardinal;
  Front: ^Byte;
  Back: ^Byte;
  Temp: Byte;
  I : Cardinal;
begin
  BitmapFile := CreateFile(PChar(Filename), GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, nil, OPEN_EXISTING, 0, 0);
  if (BitmapFile = INVALID_HANDLE_VALUE) then begin
    MessageBox(0, PChar('Error opening \"' + Filename), PChar('BMP Unit'), MB_OK);
    Exit;
  end;
 
  // Get header information
  ReadFile(BitmapFile, FileHeader, SizeOf(FileHeader), ReadBytes, nil);
  ReadFile(BitmapFile, InfoHeader, SizeOf(InfoHeader), ReadBytes, nil);
 
  // Get palette
  PaletteLength := InfoHeader.biClrUsed;
  SetLength(Palette, PaletteLength);
  ReadFile(BitmapFile, Palette, PaletteLength, ReadBytes, nil);
  if (ReadBytes <> PaletteLength) then begin
    MessageBox(0, PChar('Error reading palette'), PChar('BMP Unit'), MB_OK);
    Exit;
  end;
 
  Width := InfoHeader.biWidth;
  Height := InfoHeader.biHeight;
  BitmapLength := InfoHeader.biSizeImage;
  if BitmapLength = 0 then
    BitmapLength := Width * Height * InfoHeader.biBitCount Div 8;
 
  // Get the actual pixel data
  GetMem(pData, BitmapLength);
  ReadFile(BitmapFile, pData^, BitmapLength, ReadBytes, nil);
  if (ReadBytes <> BitmapLength) then begin
    MessageBox(0, PChar('Error reading bitmap data'), PChar('BMP Unit'), MB_OK);
    Exit;
  end;
  CloseHandle(BitmapFile);
 
  // Bitmaps are stored BGR and not RGB, so swap the R and B bytes.
  for I :=0 to Width * Height - 1 do
  begin
    Front := Pointer(Cardinal(pData) + I*3);
    Back := Pointer(Cardinal(pData) + I*3 + 2);
    Temp := Front^;
    Front^ := Back^;
    Back^ := Temp;
  end;
end;
 
function GK2GLVector (V: TGKVector): TGLVector;
// ändert Gauss-Krüger Koordinaten in OpenGL Koordinaten um
begin
  result.X := V.X;
  result.Y := V.Z;
  result.Z := V.Y;
end;
 
function GL2GKVector (V: TGLVector): TGKVector;
// ändert OpenGL Koordinaten in Gauss-Krüger Koordinaten um
begin
  result.X := V.X;
  result.Y := V.Z;
  result.Z := V.Y;
end;
 
function Win2GLColor (WinCol: TColor): TGLcolor;
begin
  result.Red := GetRValue (WinCol);
  result.Green := GetGValue (WinCol);
  result.Blue := GetBValue (WinCol);
  result.Alpha := 1.0;
end;
 
function GL2WinColor (GLcol: TGLcolor): TColor;
begin
  result := Rgb (StrToInt (FloatToStr (int (GLcol.Red))),
                 StrToInt (FloatToStr (int (GLcol.Green))),
                 StrToInt (FloatToStr (int (GLcol.Blue))));
end;
 
procedure GetRotation (V1, V2: TGLVector;
                       var Rotation: TRotation;
                       var normale: TGLVector);
var
  tmpCyl, tmpZiel, nullVec: TGLVector;
  ResultLen: TGLVector;
  VectorLength: GLfloat;
begin
  // temporäre vektoren initialisieren
  InitVector (nullVec, 0,0,0);
  InitVector (tmpCyl, 0,0,0);
 
  // länge des zu drehenden objekts ermitteln
  ResultLen := SubtractVector (V2, V1);
  VectorLength := Magnitude (ResultLen);
 
  // vektoren zur bildung der dreiecksfläche bilden.
  // die schenkel schneiden sich im nullpunkt
  // der Cylinder läuft immer entlang der Z-Achse
  tmpCyl.Z := VectorLength;
  tmpZiel := SubtractVector (V2, V1);
  tmpZiel.Z := tmpZiel.Z + VectorLength;
 
  // senkrechte zu den beiden vektoren bilden
  // (um diese achse soll nachher gedreht werden)
  // drehachse für späteren gebrauch speichern
  normale := CalcNormale (tmpCyl, tmpZiel, nullVec);
 
  // um \"Angle\" Grad soll nachher gedreht werden
  Rotation.Angle := DotProduct(tmpCyl, tmpZiel);
  Rotation.X     := normale.X;
  Rotation.Y     := normale.Y;
  Rotation.Z     := normale.Z;
end;
 
function MakeTextureFromBitmap (Bitmap: string; var BitmapList: TTextureList): GLenum;
// die funktion lädt die in Bitmap übergebene Grafik und gibt die Textturnummer
// zurück. ist das bitmap schon im array BitmapList enthalten, wird die bereits
// vergeben nummer zurückgegeben.
var
  i, Laenge: integer;
begin
  result := 0;
  if length (trim (Bitmap)) = 0 then
    exit;
  Bitmap := trim (uppercase (Bitmap));
  // suchen, ob die textur schon geladen wurde
  Laenge := length (BitmapList);
  if Laenge > 0 then
    for i := 0 to Laenge-1 do
    begin
      if (BitmapList[i].BitmapName = Bitmap) and
         (BitmapList[i].TextureNum > 0) then
        result := BitmapList[i].TextureNum;
    end;
 
  if (result = 0) then
  begin
    setlength (BitmapList, Laenge+1);
    BitmapList[Laenge].BitmapName := Bitmap;
    BitmapList[Laenge].TextureNum := 0;
    if LoadTexture (Bitmap, BitmapList[Laenge].TextureNum) then
      result := BitmapList[Laenge].TextureNum;
  end;
end;
 
procedure EnableTexture (Texture: GLenum; TextureTiled: boolean);
begin
  glEnable(GL_TEXTURE_2D);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Texture);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
  if TextureTiled then
  begin
    glTexparameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    glTexparameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
  end
  else
  begin
    glTexparameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
    glTexparameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
  end;
end;
 
procedure DisableTexture;
begin
  glDisable(GL_TEXTURE_2D);
end;
 
function TextToGLVector (VTxt: string): TGLVector;
const
  subdelim: char = '/';
var
  posi: integer;
  V1: TGLVector;
begin
  InitVector (V1,0,0,0);
  posi := pos (subdelim, VTxt);
  if posi > 0 then
  begin
    V1.X := StrToFloat (copy (VTxt, 1, posi-1));
    VTxt := copy (VTxt, posi+1, length (VTxt));
    posi := pos (subdelim, VTxt);
  end;
  if posi > 0 then
  begin
    V1.Y := StrToFloat (copy (VTxt, 1, posi-1));
    VTxt := copy (VTxt, posi+1, length (VTxt));
  end;
  if length (VTxt) > 0 then V1.Z := StrToFloat (VTxt);
 
  result := V1;
end;
 
function TextToGKVector (VTxt: string): TGKVector;
const
  subdelim: char = '/';
var
  posi: integer;
  V1: TGKVector;
begin
  InitVector (V1,0,0,0);
  posi := pos (subdelim, VTxt);
  if posi > 0 then
  begin
    V1.X := StrToFloat (copy (VTxt, 1, posi-1));
    VTxt := copy (VTxt, posi+1, length (VTxt));
    posi := pos (subdelim, VTxt);
  end;
  if posi > 0 then
  begin
    V1.Y := StrToFloat (copy (VTxt, 1, posi-1));
    VTxt := copy (VTxt, posi+1, length (VTxt));
  end;
  if length (VTxt) > 0 then V1.Z := StrToFloat (VTxt);
 
  result := V1;
end;
 
function GKVectorToText (V1: TGKVector): string;
const
  subdelim: char = '/';
var
  VTxt: string;
begin
  VTxt := FloatToStr (V1.X) + subdelim;
  VTxt := VTxt + FloatToStr (V1.Y) + subdelim;
  VTxt := VTxt + FloatToStr (V1.Z);
  result := VTxt;
end;
 
function GLVectorToText (V1: TGLVector): string;
const
  subdelim: char = '/';
var
  VTxt: string;
begin
  VTxt := FloatToStr (V1.X) + subdelim;
  VTxt := VTxt + FloatToStr (V1.Y) + subdelim;
  VTxt := VTxt + FloatToStr (V1.Z);
  result := VTxt;
end;
 
function MyCone (Start, Ende: TGLVector;
                 RadiusStart, RadiusEnde: TGLfloat;
                 Slices: Integer): boolean;
var
  Slice: Integer;
  Laenge, xdelta, zdelta: TGLfloat;
  V1, V2, V3, V4: TGLvector;
  A, B: Single;
  tmpVec: TGLvector;
begin
  result := true;
  // laenge des kegels berechnen
  // hierbei wird davon ausgegangen, dass der kegel senkrecht steht
  // Laenge := Ende.y - Start.y;
  tmpVec := SubtractVector (Start, Ende);
  Laenge := Magnitude (tmpVec);
  // radiusdifferenz berechnen
  xdelta := Start.x - Ende.x;
  zdelta := Start.z - Ende.z;
  xdelta := -xdelta;
  //zdelta := zdelta;
  glBegin (GL_TRIANGLE_STRIP);
  // der kegel wird entlang der z-achse gezeichnet
  V1.z := 0;
  V2.z := 0;
  V3.z := Laenge;
  V4.z := Laenge;
  for Slice := 1 to Slices do begin
    A := 2 * PI * Slice / Slices;
    B := 2 * PI * (Slice+1) / Slices;
    V1.x := sin(A)*RadiusStart;
    V1.y := cos(A)*RadiusStart;
    V2.x := sin(B)*RadiusStart;
    V2.y := cos(B)*RadiusStart;
    // umsetzung von y nach z-achse
    V3.x := (sin(B)*RadiusEnde)+xdelta;
    V3.y := (cos(B)*RadiusEnde)+zdelta;
    V4.x := (sin(A)*RadiusEnde)+xdelta;
    V4.y := (cos(A)*RadiusEnde)+zdelta;
    //Normale := CalcNormale (V1, V3, V2);
    //glNormal3fv(@Normale);
    if Slice = 1 then
    begin
      glTexCoord2f(1,0); glVertex3fv(@V1);
      glTexCoord2f(1,1); glVertex3fv(@V4);
      glTexCoord2f(1-Slice/Slices,0); glVertex3fv(@V2);
      glTexCoord2f(1-Slice/Slices,1); glVertex3fv(@V3);
    end
    else
    begin
      glTexCoord2f(1-Slice/Slices,0); glVertex3fv(@V2);
      glTexCoord2f(1-Slice/Slices,1); glVertex3fv(@V3);
    end;
    // aktuellen und nächsten punkt des kreises (oben und unten)
    // nehmen und ein rechteck zeichnen. alle rechtecke zusammen sollten
    // einen geschlossenen kegel ergeben.
    //glBegin(GL_QUADS);
    //  glNormal3fv(@Normale);
    //  glTexCoord2f(0,0); glVertex3fv(@V2);
    //  glTexCoord2f(1,0); glVertex3fv(@V1);
    //  glTexCoord2f(1,1); glVertex3fv(@V4);
    //  glTexCoord2f(0,1); glVertex3fv(@V3);
    //glEnd;
  end;
  glEnd;  // (GL_TRIANGLE_STRIP)
end;
 
{-----------------------------------------------------------------------------}
{----------------------------- für TRUVCamera --------------------------------}
{-----------------------------------------------------------------------------}
 
procedure MatrixMultiply(M1, M2: TArrMatrix; var M3: TArrMatrix);
// multiplies two 4x4 matrices
begin   
  glPushMatrix();
  glLoadMatrixf(@M1);
  glMultMatrixf(@M2);
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX,@M3);
  glPopMatrix();
end;
 
function MakeVector(X,Y,Z:TGLFloat):TArrVector;
begin
  result[0]:=x;
  result[1]:=y;
  result[2]:=z;
end;
 
function MakeVector(X,Y,Z,W:TGLFloat):TArrVector;
begin
  result[0]:=x;
  result[1]:=y;
  result[2]:=z;
  result[3]:=w;
end;
 
procedure Normalize(aVector:TArrVector;var RVec:TArrVector);
var
   d:double;
begin
  InitVector (RVec,1,1,1);
  d:=Sqrt(Sqr(aVector[C_X])+Sqr(aVector[C_Y])+Sqr(aVector[C_Z]));
  if d=0 then
  begin
    //raise exception.Create('Zero length vector(Normalize 1)');
    exit;
  end;
  RVec[C_X]:=aVector[C_X]/d;
  RVec[C_Y]:=aVector[C_Y]/d;
  RVec[C_Z]:=aVector[C_Z]/d;
end;
 
procedure Normalize(aVector:TGLVector; var RVec:TGLVector);
var
   d:double;
begin
  InitVector (RVec,1,1,1);
  d:=Sqrt(Sqr(aVector.X)+Sqr(aVector.Y)+Sqr(aVector.Z));
  if d=0 then
  begin
    //raise exception.Create('Zero length vector(Normalize 2)');
    exit;
  end;
  RVec.X:=aVector.X/d;
  RVec.Y:=aVector.Y/d;
  RVec.Z:=aVector.Z/d;
end;
 
function GetIdentity:TMatrix;
begin
  result[0,0]:=1.0;result[0,1]:=0.0;result[0,2]:=0.0;result[0,3]:=0.0;
  result[1,0]:=0.0;result[1,1]:=1.0;result[1,2]:=0.0;result[1,3]:=0.0;
  result[2,0]:=0.0;result[2,1]:=0.0;result[2,2]:=1.0;result[2,3]:=0.0;
  result[3,0]:=0.0;result[3,1]:=0.0;result[3,2]:=0.0;result[3,3]:=1.0;
end;
 
function GetArrIdentity:TArrMatrix;
begin
  result[0]:=1.0;result[1]:=0.0;result[2]:=0.0;result[3]:=0.0;
  result[4]:=0.0;result[5]:=1.0;result[6]:=0.0;result[7]:=0.0;
  result[8]:=0.0;result[9]:=0.0;result[10]:=1.0;result[11]:=0.0;
  result[12]:=0.0;result[13]:=0.0;result[14]:=0.0;result[15]:=1.0;
end;
 
function MatrixTranspose(const M:TMatrix):TMatrix;register;
var
   i,j:integer;
begin
     for i:=0 to 3 do
         for j:=0 to 3 do
             result[i,j]:=M[j,i];
end;
 
function VectorRotateX(v:TArrVector;a:TGLFloat):TArrVector;
var
   temp: TArrVector;
   sine,cosine:TGLFloat;
begin
     a:=a*C_DEGTORAD;
     sine:=Sin(a);
     cosine:=Cos(a);
 
     temp[C_X] := v[C_x];
     temp[C_Y] := (v[C_Y] * cosine) + (v[C_Z] * -sine);
     temp[C_Z] := (v[C_Y] * sine) + (v[C_Z] * cosine);
     result := temp;
end;
 
function VectorRotateY(v: TArrVector;a:TGLFloat):TArrVector;
var
   temp: TArrVector;
   sine,cosine:TGLFloat;
begin
     a:=a*C_DEGTORAD;
     sine:=Sin(a);
     cosine:=Cos(a);
 
     temp[C_x] := (v[C_x] * cosine) + (v[C_z] * sine);
     temp[C_y] := v[C_y];
     temp[C_z] := (v[C_x] * -sine) + (v[C_z] * cosine);
     result := temp;
end;
 
function VectorRotateZ(v: TArrVector; a: TGLFloat):TArrVector;
var
  temp: TArrVector;
   sine,cosine:TGLFloat;
begin
     a:=a*C_DEGTORAD;
     sine:=Sin(a);
     cosine:=Cos(a);
     temp[C_x] := (v[C_x] * cosine) + (v[C_y] * -sine);
     temp[C_y] := (v[C_x] * sin(a)) + (v[C_y] * cosine);
     temp[C_z] := v[C_z];
     result := temp;
end;
 
function VectorRotateX(v:TGLVector;a:TGLFloat):TGLVector;
var
   temp: TGLVector;
   sine,cosine:TGLFloat;
begin
     a:=a*C_DEGTORAD;
     sine:=Sin(a);
     cosine:=Cos(a);
 
     temp.X := v.x;
     temp.Y := (v.Y * cosine) + (v.Z * -sine);
     temp.Z := (v.Y * sine) + (v.Z * cosine);
     result := temp;
end;
 
function VectorRotateY(v: TGLVector;a:TGLFloat):TGLVector;
var
   temp: TGLVector;
   sine,cosine:TGLFloat;
begin
     a:=a*C_DEGTORAD;
     sine:=Sin(a);
     cosine:=Cos(a);
 
     temp.x := (v.x * cosine) + (v.z * sine);
     temp.y := v.y;
     temp.z := (v.X * -sine) + (v.z * cosine);
     result := temp;
end;
 
function VectorRotateZ(v: TGLVector; a: TGLFloat):TGLVector;
var
  temp: TGLVector;
   sine,cosine:TGLFloat;
begin
     a:=a*C_DEGTORAD;
     sine:=Sin(a);
     cosine:=Cos(a);
     temp.x := (v.x * cosine) + (v.y * -sine);
     temp.y := (v.x * sin(a)) + (v.y * cosine);
     temp.z := v.z;
     result := temp;
end;
 
{-----------------------------------------------------------------------------}
{-------------------------------- allgemein ----------------------------------}
{-----------------------------------------------------------------------------}
 
function InvertMatrix (src: TArrMatrix; var inverse: TArrMatrix): boolean;
var
  t: TGLdouble;
  i, j, k, swap: integer;
  tmp: TMatrix;
begin
  result := false;
  inverse := GetArrIdentity;
 
  for i := 0 to 3 do
  begin
    for j := 0 to 3 do
    begin
      tmp[i][j] := src[i*4+j];
    end;
  end;
 
  for i := 0 to 3 do
  begin
    // look for largest element in column.
    swap := i;
    for j := i+1 to 3 do
    begin
      if abs(tmp[j][i]) > abs(tmp[i][i]) then
      begin
        swap := j;
      end;
    end;
 
    if not (swap = i) then
    begin
      // swap rows.
      for k := 0 to 3 do
      begin
        t := tmp[i][k];
        tmp[i][k] := tmp[swap][k];
        tmp[swap][k] := t;
 
        t := inverse[i*4+k];
        inverse[i*4+k] := inverse[swap*4+k];
        inverse[swap*4+k] := t;
      end;
    end;
 
    if tmp[i][i] = 0 then
    begin
    { no non-zero pivot.  the matrix is singular, which
      shouldn't happen.  This means the user gave us a bad
      matrix. }
      exit;
    end;
 
    t := tmp[i][i];
    for k := 0 to 3 do
    begin
      tmp[i][k] := tmp[i][k]/t;
      inverse[i*4+k] := inverse[i*4+k]/t;
    end;
 
    for j := 0 to 3 do
    begin
      if not (j = i) then
      begin
        t := tmp[j][i];
        for k := 0 to 3 do
        begin
          tmp[j][k] := tmp[j][k]-tmp[i][k]*t;
          inverse[j*4+k] := inverse[j*4+k]-inverse[i*4+k]*t;
        end;
      end;
    end;
  end;
  result := true;
end;
 
function Multiply (Color: TGLcolor; mult: TGLdouble): TGLcolor;
begin
  Color.red := Color.red * mult;
  Color.green := Color.green * mult;
  Color.blue := Color.blue * mult;
end;
 
end.
 

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