Add spherical mapping for UV Textures.
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source/pattern/texturemap.h
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source/pattern/texturemap.h
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@@ -0,0 +1,89 @@
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/*
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* DoRayMe - a quick and dirty Raytracer
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* Texture Map header
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*
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* Created by Manoël Trapier
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* Copyright (c) 2020 986-Studio.
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*
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*/
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#ifndef DORAYME_TEXTUREMAP_H
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#define DORAYME_TEXTUREMAP_H
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#include <math.h>
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#include <tuple.h>
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#include <uv_pattern.h>
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#include <colour.h>
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enum TextureMapType
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{
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SPHERICAL_MAP,
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PLANAR_MAP,
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CYLINDRICAL_MAP,
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};
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class TextureMap : public Pattern
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{
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private:
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TextureMapType type;
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UVPattern *pattern;
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public:
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TextureMap(TextureMapType type, UVPattern *pattern) : Pattern(Colour(0, 0, 0), Colour(0, 0, 0)),
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type(type), pattern(pattern) { };
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static void sphericalMap(Tuple point, double &u, double &v) {
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/* First compute the azimuthal angle
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* -π < theta <= π
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* angle increases clockwise as viewed from above,
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* which is opposite of what we want, but we'll fix it later.
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*/
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double theta = atan2(point.x, point.z);
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/* vec is the vector pointing from the sphere's origin (the world origin)
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* to the point, which will also happen to be exactly equal to the sphere's
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* radius.
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*/
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Tuple vec = Vector(point.x, point.y, point.z);
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double radius = vec.magnitude();
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/* Let's compute the polar angle
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* 0 <= phi <= π
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*/
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double phi = acos(point.y / radius);
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/* -0.5 < raw_u <= 0.5 */
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double raw_u = theta / (2 * M_PI);
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/* 0 <= u < 1
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* here's also where we fix the direction of u. Subtract it from 1,
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* so that it increases counterclockwise as viewed from above.
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*/
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u = 1 - (raw_u + 0.5);
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/* We want v to be 0 at the south pole of the sphere,
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* and 1 at the north pole, so we have to "flip it over"
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* by subtracting it from 1.
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*/
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v = 1 - phi / M_PI;
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}
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Colour patternAt(Tuple point)
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{
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double u,v;
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switch(this->type)
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{
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default:
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case SPHERICAL_MAP:
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this->sphericalMap(point, u, v);
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break;
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}
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return this->pattern->uvPatternAt(u, v);
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}
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void dumpMe(FILE *fp) {
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fprintf(fp, "\"Type\": \"TextureMap\",\n");
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Pattern::dumpMe(fp);
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}
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};
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||||||
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||||||
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#endif /* DORAYME_TEXTUREMAP_H */
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@@ -19,7 +19,7 @@ public:
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Colour uvPatternAt(double u, double v) {
|
Colour uvPatternAt(double u, double v) {
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double u2 = floor(u * this->width);
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double u2 = floor(u * this->width);
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||||||
double v2 = floor(v * this->width);
|
double v2 = floor(v * this->height);
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||||||
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||||||
if (fmod((u2 + v2), 2) == 0)
|
if (fmod((u2 + v2), 2) == 0)
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||||||
{
|
{
|
||||||
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|||||||
@@ -20,6 +20,7 @@
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#include <material.h>
|
#include <material.h>
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||||||
#include <uv_pattern.h>
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#include <uv_pattern.h>
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||||||
#include <uv_checkers.h>
|
#include <uv_checkers.h>
|
||||||
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#include <texturemap.h>
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||||||
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||||||
#ifdef ENABLE_LUA_SUPPORT
|
#ifdef ENABLE_LUA_SUPPORT
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extern "C" {
|
extern "C" {
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@@ -274,3 +275,80 @@ TEST(PatternTest, Checkers_pattern_in_2D)
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|||||||
ASSERT_EQ(checkers.uvPatternAt(0.5, 0.5), black);
|
ASSERT_EQ(checkers.uvPatternAt(0.5, 0.5), black);
|
||||||
ASSERT_EQ(checkers.uvPatternAt(1.0, 1.0), black);
|
ASSERT_EQ(checkers.uvPatternAt(1.0, 1.0), black);
|
||||||
}
|
}
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|
TEST(PatternTest, Using_a_spherical_mapping_on_a_3d_point)
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{
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Point testList[] = {
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Point( 0, 0, -1),
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|
Point( 1, 0, 0),
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||||||
|
Point( 0, 0, 1),
|
||||||
|
Point(-1, 0, 0),
|
||||||
|
Point( 0, 1, 0),
|
||||||
|
Point( 0, -1, 0),
|
||||||
|
Point(sqrt(2)/2, sqrt(2)/2, 0),
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||||||
|
};
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|
double testResults[][2] {
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|
{0.0, 0.5},
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||||||
|
{0.25, 0.5},
|
||||||
|
{0.5, 0.5},
|
||||||
|
{0.75, 0.5},
|
||||||
|
{0.5, 1.0},
|
||||||
|
{0.5, 0.0},
|
||||||
|
{0.25, 0.75},
|
||||||
|
};
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|
int testCount = sizeof(testList)/sizeof((testList)[0]);
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|
int i;
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TextureMap tm = TextureMap(SPHERICAL_MAP, nullptr);
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for(i = 0; i < testCount; i++)
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{
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double u, v;
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|
tm.sphericalMap(testList[i], u, v);
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|
ASSERT_TRUE(double_equal(u, testResults[i][0]));
|
||||||
|
ASSERT_TRUE(double_equal(v, testResults[i][1]));
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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|
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|
TEST(PatternTest, Using_a_texture_map_with_a_spherical_map)
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|
{
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|
Point testList[] = {
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||||||
|
Point( 0.4315, 0.4670, 0.7719),
|
||||||
|
Point( -0.9654, 0.2252, -0.0534),
|
||||||
|
Point( 0.1039, 0.7090, 0.6975),
|
||||||
|
Point( -0.4986, -0.7856, -0.3663),
|
||||||
|
Point( -0.0317, -0.9395, 0.3411),
|
||||||
|
Point( 0.4809, -0.7721, 0.4154),
|
||||||
|
Point( 0.0285, -0.9612, -0.2745),
|
||||||
|
Point( -0.5734, -0.2162, -0.7903),
|
||||||
|
Point( 0.7688, -0.1470, 0.6223),
|
||||||
|
Point( -0.7652, 0.2175, 0.6060),
|
||||||
|
};
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||||||
|
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|
Colour testResults[] {
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white,
|
||||||
|
black,
|
||||||
|
white,
|
||||||
|
black,
|
||||||
|
black,
|
||||||
|
black,
|
||||||
|
black,
|
||||||
|
white,
|
||||||
|
black,
|
||||||
|
black,
|
||||||
|
};
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||||||
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|
int testCount = sizeof(testList)/sizeof((testList)[0]);
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|
int i;
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UVCheckers uvpat = UVCheckers(16, 8, black, white);
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|
TextureMap tm = TextureMap(SPHERICAL_MAP, &uvpat);
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|
for(i = 0; i < testCount; i++)
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{
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Colour ret = tm.patternAt(testList[i]);
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||||||
|
EXPECT_EQ(ret, testResults[i]);
|
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|
}
|
||||||
|
}
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||||||
54
tests/uvmap_checkeredsphere.cpp
Normal file
54
tests/uvmap_checkeredsphere.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,54 @@
|
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|
/*
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|
* DoRayMe - a quick and dirty Raytracer
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|
* Render test for chapter 10
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|
*
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|
* Created by Manoël Trapier
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|
* Copyright (c) 2020 986-Studio.
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||||||
|
*
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|
*/
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#include <world.h>
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#include <light.h>
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#include <sphere.h>
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#include <plane.h>
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|
#include <material.h>
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|
#include <colour.h>
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|
#include <canvas.h>
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||||||
|
#include <camera.h>
|
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|
|
||||||
|
#include <pattern.h>
|
||||||
|
#include <texturemap.h>
|
||||||
|
#include <uv_checkers.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <transformation.h>
|
||||||
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int main()
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{
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World w = World();
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Light light = Light(POINT_LIGHT, Point(-10, 10, -10), Colour(1, 1, 1));
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|
w.addLight(&light);
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||||||
|
|
||||||
|
Sphere sp = Sphere();
|
||||||
|
UVCheckers checkers = UVCheckers(20, 10, Colour(0, 0.5, 0), Colour(1, 1, 1));
|
||||||
|
TextureMap tm = TextureMap(SPHERICAL_MAP, &checkers);
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|
sp.material.pattern = &tm;
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|
sp.material.ambient = 0.1;
|
||||||
|
sp.material.specular = 0.4;
|
||||||
|
sp.material.shininess = 10;
|
||||||
|
sp.material.diffuse = 0.6;
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|
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|
w.addObject(&sp);
|
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|
/* Set the camera */
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Camera camera = Camera(400, 400, 0.5);
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||||||
|
camera.setTransform(viewTransform(Point(0, 0, -5),
|
||||||
|
Point(0, 0, 0),
|
||||||
|
Vector(0, 1, 0)));
|
||||||
|
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||||||
|
/* Now render it */
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||||||
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Canvas image = camera.render(w);
|
||||||
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|
image.SaveAsPNG("uvmap_checkeredsphere.png");
|
||||||
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||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
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Reference in New Issue
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