OpenGL（十五） OpenCV+OpenGL实现水面倒影

有两幅原始图片，一个是景物图像，一个是水面图像，尝试生成景物在水中的倒影：

在OpenGL中，加载并显示这个景物图像可以把这个图像作为纹理载入即可，把图像直接选择180度的效果就相当于是在镜面中倒影的效果，剩下水纹的效果本来也想作为纹理叠加上去的，但是试了一下没有成功，干脆直接把水面和景物先融合一下，作为倒影的图像，一次加入到倒影平面的纹理中。融合使用了OpenCV。

OpenCV两幅图像融合代码：

#include "core/core.hpp"

#include "highgui/highgui.hpp"

#include "imgproc/imgproc.hpp"

#include <iostream>

using namespace cv;

Mat image,image1,image2;

char* windowName="Image Fusion";

char* trackBarName="TrackBar";

int trackBarValue=0;

int trackBarMax=50;

//控制条回调函数

void TrackBarFunc(int ,void(*));

int main(int argc,char *argv[])

{

	image1=imread("shanghai.bmp");

	image2=imread("water.bmp");

	//判断读入是否成功

	if(!image1.data|!image2.data)

	{

		std::cout<<"打开图片失败，请检查路径！"<<std::endl;

		return 0;

	}

	//调整image2的大小与image1的大小一致，融合函数addWeighted()要求输入的两个图形尺寸相同

	resize(image2,image2,Size(image1.cols,image1.rows));

	//建立显示窗口

	namedWindow(windowName,0);

	//在图像窗口上创建控制条

	createTrackbar(trackBarName,windowName,&trackBarValue,trackBarMax,TrackBarFunc);

	TrackBarFunc(0,0);

	waitKey();

	imwrite("E:\\water.bmp",image);

	return 0;

}

void TrackBarFunc(int ,void(*))

{

	//转换成融合比例

	float rate=(float)trackBarValue/trackBarMax;

	addWeighted(image1,rate,image2,1-rate,0,image);

	//	namedWindow(windowName,0);

	imshow(windowName,image);

}  

调节水面图像和景物图像的融合比例：

最后选的这一张作为倒影纹理：

使用OpenGL把这两幅图像作为纹理载入，实现倒影效果，OpenGL代码：

#define WindowWidth  600

#define WindowHeight 600

#define WindowTitle  "OpenGL水面倒影"

#include <glut.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

//定义两个纹理对象编号

GLuint shanghai;

GLuint water;

#define BMP_Header_Length 54  //图像数据在内存块中的偏移量

// 函数power_of_two用于判断一个整数是不是2的整数次幂

int power_of_two(int n)

{

	if( n <= 0 )

		return 0;

	return (n & (n-1)) == 0;

}

/* 函数load_texture

* 读取一个BMP文件作为纹理

* 如果失败，返回0，如果成功，返回纹理编号

*/

GLuint load_texture(const char* file_name)

{

	GLint width, height, total_bytes;

	GLubyte* pixels = 0;

	GLuint last_texture_ID=0, texture_ID = 0;

	// 打开文件，如果失败，返回

	FILE* pFile = fopen(file_name, "rb");

	if( pFile == 0 )

		return 0;

	// 读取文件中图象的宽度和高度

	fseek(pFile, 0x0012, SEEK_SET);

	fread(&width, 4, 1, pFile);

	fread(&height, 4, 1, pFile);

	fseek(pFile, BMP_Header_Length, SEEK_SET);

	// 计算每行像素所占字节数，并根据此数据计算总像素字节数

	{

		GLint line_bytes = width * 3;

		while( line_bytes % 4 != 0 )

			++line_bytes;

		total_bytes = line_bytes * height;

	}

	// 根据总像素字节数分配内存

	pixels = (GLubyte*)malloc(total_bytes);

	if( pixels == 0 )

	{

		fclose(pFile);

		return 0;

	}

	// 读取像素数据

	if( fread(pixels, total_bytes, 1, pFile) <= 0 )

	{

		free(pixels);

		fclose(pFile);

		return 0;

	}

	// 对就旧版本的兼容，如果图象的宽度和高度不是的整数次方，则需要进行缩放

	// 若图像宽高超过了OpenGL规定的最大值，也缩放

	{

		GLint max;

		glGetIntegerv(GL_MAX_TEXTURE_SIZE, &max);

		if( !power_of_two(width)

			|| !power_of_two(height)

			|| width > max

			|| height > max )

		{

			const GLint new_width = 1024;

			const GLint new_height = 1024; // 规定缩放后新的大小为边长的正方形

			GLint new_line_bytes, new_total_bytes;

			GLubyte* new_pixels = 0;

			// 计算每行需要的字节数和总字节数

			new_line_bytes = new_width * 3;

			while( new_line_bytes % 4 != 0 )

				++new_line_bytes;

			new_total_bytes = new_line_bytes * new_height;

			// 分配内存

			new_pixels = (GLubyte*)malloc(new_total_bytes);

			if( new_pixels == 0 )

			{

				free(pixels);

				fclose(pFile);

				return 0;

			}

			// 进行像素缩放

			gluScaleImage(GL_RGB,

				width, height, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels,

				new_width, new_height, GL_UNSIGNED_BYTE, new_pixels);

			// 释放原来的像素数据，把pixels指向新的像素数据，并重新设置width和height

			free(pixels);

			pixels = new_pixels;

			width = new_width;

			height = new_height;

		}

	}

	// 分配一个新的纹理编号

	glGenTextures(1, &texture_ID);

	if( texture_ID == 0 )

	{

		free(pixels);

		fclose(pFile);

		return 0;

	}

	// 绑定新的纹理，载入纹理并设置纹理参数

	// 在绑定前，先获得原来绑定的纹理编号，以便在最后进行恢复

	GLint lastTextureID=last_texture_ID;

	glGetIntegerv(GL_TEXTURE_BINDING_2D, &lastTextureID);

	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_ID);

	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);

	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);

	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);

	glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);

	glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0,

		GL_BGR_EXT, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);

	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, lastTextureID);  //恢复之前的纹理绑定

	free(pixels);

	return texture_ID;

}

void display(void)

{

	// 清除屏幕

	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

	// 设置视角

	glMatrixMode(GL_PROJECTION);

	glLoadIdentity();

	gluPerspective(70, 1, 1, 21);

	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

	glLoadIdentity();

	gluLookAt(0, 7,-1.5, 0, 0, 0, 0, 0, -1);

	// 绘制倒影

	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, water);

	glBegin(GL_QUADS);

	glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 0.0f);

	glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 5.0f);

	glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 5.0f);

	glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 0.0f);

	glEnd();

	//绘制真实场景

	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, shanghai);

	glTranslatef(0,-6,0);

	glRotatef(180,1,0,0);

	glBegin(GL_QUADS);

	glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 0.0f);

	glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-6.0f, -3.0f, 5.0f);

	glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 5.0f);

	glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(6.0f, -3.0f, 0.0f);

	glEnd();

	glutSwapBuffers();

}

int main(int argc, char* argv[])

{

	// GLUT初始化

	glutInit(&argc, argv);

	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);

	glutInitWindowPosition(100, 100);

	glutInitWindowSize(WindowWidth, WindowHeight);

	glutCreateWindow(WindowTitle);

	glEnable(GL_DEPTH_TEST);

	glEnable(GL_TEXTURE_2D);    // 启用纹理

	shanghai = load_texture("shanghai.bmp");  //加载纹理

	water= load_texture("water.bmp");

	glutDisplayFunc(&display);   //注册函数

	glutMainLoop(); //循环调用

	return 0;

}  

这个是没有使用倒影的效果：

倒影效果：