Introdução
1. Modificações Preliminares
2. Iluminação
3. Tonalização de Gouraud
4. Chaveamento entre os Cenários
5. Luzes nos Navios
6. Download do Código Fonte
Conclusão

O objetivo desta etapa do projeto é incrementar a versão anterior adicionando, elementos luminosos da biblioteca gráfica OpenGL. Dentre as várias técnicas de iluminação existentes, a tonalização de Gouraud deve ser implementada neste estágio, evidenciando suas vantagens em relação à tonalização constante.

Com esse incremento, esta etapa deve conter um mecanismo lógico que permita o chaveamento entre os cenários diurno e noturno, o qual deverá ser feito por meio da correta manipulação das propriedades dos objetos de iluminação.

Além disso, quando o cenário estiver no período noturno, é desejado que os navios possuam um efeito luminoso, como se suas luzes estivessem acesas. Para tanto, é possível emular este efeito com diferentes técnicas, como definir fontes de luz dentro dos navios, ou indicar que uma parte do navio seja feito de um material emissor de luz.

Dessa forma, inicialmente será comentado sobre as mudanças feitas na versão anterior para permitir alcançar os objetivos desta etapa, para em seguida mostrar os efeitos da iluminação, comentando sobre a implementação da tonalização de Gouraud. Na seqüência, o mecanismo lógico que permite o chaveamento entre os cenários será apresentado e, por fim, será mostrado como foi produzido o efeito das luzes dos navios.

Para alcançar o objetivo desta etapa, foram necessárias algumas alterações preliminares nos modelos geométricos antes de adicionar os elementos luminosos. O primeiro passo foi pintar os 3 tipos de navio para que a luz pudesse proporcionar um efeito interessante, pois este seria reduzido caso a versão aramada (wireframe) fosse mantida neste estágio.

Para isso, todas as funções que desenhavam cubos e esferas em formato aramado (glutWireCube() e glutWireSphere()), foram substituídas por funções que desenham cubos e esferas sólidas (glutSolidCube() e glutSolidSphere()), ou seja, o termo Wire foi substituído por Solid para que esses objetos possam ser pintados. Contudo, foi necessário também modificar um parâmetro da função glPolygonMode(), o qual anteriormente era GL_LINES e, nesta etapa, passou a ser GL_FILL, indicando que os polígonos possuem preenchimento.

Após isso, cada objeto que compõe um modelo de navio foi pintado de uma cor, tentando deixá-lo o mais próximo da realidade. Usou-se tons de cinza para as carcaças dos navios, um prata para as armas e azul para as cabines, tentando simular vidros.

Eis como ficaram os modelos após a pintura:

Figura 1 : Destroyer pintado

Figura 2 : Carrier pintado

Figura 3 : Bote pintado

Além dessa pintura, e também já prevendo a terceira etapa do projeto (a qual consistirá na adição de texturas), os navios que são afundados foram rotacionados de um ângulo de 90º em relação ao eixo x, antes de serem desenhados na tela. Isto foi feito porque, com o uso de uma textura para o oceano, todas as embarcações desenhadas teriam uma metade escondida pelo mar e, desta nova forma, todo o navio ficará visível. Ou seja, enquanto na câmera original do jogo se tinha uma visão lateral dos navios, agora eles serão vistos de cima. A seguir esta diferença é ilustrada:

Figura 4 : Visão original anterior

Figura 5 : Visão original atual

Conforme as figuras expostas acima, após os navios serem pintados, perde-se um pouco da noção de profundidade que se tinha nos modelos aramados. Esta noção pode ser readquirida, e até melhorada, com o uso de iluminação.

Tal iluminação pode ser feita em OpenGL pela adição de fontes de luz, definindo suas componentes (ambiente, difusa e especular), modelo e posicão. Em OpenGL, existe um limite de 7 fontes de luz que podem ser adicionadas a uma cena.

A implementação de um modelo de iluminação é feita basicamente com o uso das funções glLightfv() e glLightModelfv(), que atribuem os valores das componentes de uma fonte de luz, e também através da função glEnable(), que habilita vários recursos ligados a iluminção, como as próprias fontes de luz.

Nesta etapa foi utilizado apenas 1 fonte de luz, posicionada distante do tabuleiro, que tem o objetivo de dar novamente uma noção de profundidade, como também simular o efeito dos cenários diurno e noturno. A seguir são expostas as imagens dos 3 tipos de navio com iluminação.

Figura 6 : Destroyer com iluminação

Figura 7 : Carrier com iluminação

Figura 8 : Bote com iluminação

A tonalização de Gouraud é uma técnica que define a brilhância de um ponto de uma superfície através da interpolação linear do valor presente nos vértices da mesma. Como muitas superfícies curvas são aproximadas por vários polígonos, esta técnica apresenta uma maior verossimilhança, diminuindo os efeitos de tal aproximação. A tonalização constante, também conhecida como tonalização de Bouknight, surgiu antes do método de Gouraud, consistindo em calcular a brilhância para um ponto da superfície e atribuir este valor a todos seus pontos, resultando em uma cena mais quadrada.

Em OpenGL, é possível utilizar estes dois tipos de tonalização, modificando o parâmetro da função glShadeModel(), que recebe como parâmetro um indentificador que especifica a técnica a ser usada. A constante GL_FLAT deve ser usada para a tonalização constante e GL_SMOOTH para a tonalização de Gouraud.

A seguir, duas imagens do Destroyer serão expostas com as duas técnicas afim de ilustrar a visível diferença entre elas:

Figura 9 : Destroyer com tonalização constante

Nesta segunda imagem, as esferas dos canhões possuem um aspecto mais arrendondado.

Figura 10 : Destroyer com tonalização de Gouraud

O chaveamento entre os cenários é feito através da tecla n do teclado e consiste na alteração da intensidade luminosa da fonte de luz. Logicamente, para o dia, há uma maior intensidade luminosa, enquanto a noite, uma menor.

A implementação deste chaveamento é bastante simples, sendo usado uma variável global de controle chamada dia. Se o conteúdo desta variável for 1, o cenário deve possuir um aspecto diurno e, caso seja 0, noturno. O valor da variável dia é modificado a cada vez que a tecla n for pressionada.

A seguir é ilustrado ambos os cenários:

Figura 11 : Jogo com cenário diurno

Figura 12 : Jogo com cenário noturno

As luzes do navio foram feitas definindo que o material das cabines do navio é emissor de luz. Para isso, foi necessário usar a função glMaterialfv(), que pode definir propriedades emissivas aos objetvos através da constante GL_EMISSION.

Em todos os navios, o cubo mais acima no modelo foi feito com objeto de ser a cabine da embarcação, o qual foi pintado com a cor azul. Desta forma, com o cenário é noturno, este cubo recebe um alto fator emissivo, do tipo RGBA, que faz com que ele possua uma cor amarela fosforescente, simulando uma lâmpada acesa.

A seguir será mostrado os 3 modelos com as cabines acesas:

Figura 13 : Destroyer com luzes acesas

Figura 14 : Carrier com luzes acesas

Figura 15 : Bote com luzes acesas

Eis algumas telas do jogo:

Figura 16 : Tela do jogo no cenário diurno

Figura 17 : Tela do jogo no cenário noturno