作业1-画三角形

1 工程架构

2 Cpp原生特性

2.1 std::map

std::map<int, std::vector<Eigen::Vector3f>> pos_buf;

像下面这样根据id获得对应数据

pos_buf[pos_buffer.pos_id];

2.2 std:fill

std::fill(frame_buf.begin(), frame_buf.end(), Eigen::Vector3f{0, 0, 0});
std::fill(depth_buf.begin(), depth_buf.end(),   
    std::numeric_limits<float>::infinity());

2.3 enum class

enum class Primitive
{
    Line,
    Triangle
};

像下面这样使用

r.draw(pos_id, ind_id, rst::Primitive::Triangle);

2.4 &引用

auto& buf = pos_buf[pos_buffer.pos_id];

&：表示buf是引用而非独立变量，对buf的读写会直接作用于pos_buf[pos_buffer.pos_id]本身

2.5 for循环

for (auto& i : ind)

基于范围的 for 循环（Range-based For Loop），用于遍历容器或可迭代对象。
核心要素解析：
- auto：自动推导迭代变量 i 的类型，无需手动指定（如容器元素类型）。
- &：表示 i 是引用类型（非拷贝），修改 i 会直接改变容器 ind 中对应元素的值；若去掉 &，i 为元素拷贝，修改不影响原容器。
- ind：被遍历的 “可迭代对象”，常见为 STL(Standard Template Library)容器（如 vector、list、array）、数组或自定义的可迭代类型。
功能作用：遍历 ind 中的每一个元素，依次将元素赋值给引用 i，执行循环体逻辑（代码中未展示循环体）。
优势：简化遍历代码，避免传统 for 循环中索引 / 迭代器的手动管理，降低出错概率。

2.6 异常处理

2.6.1 throw

throw std::runtime_error("Invalid color values");

3 第三方库

3.1 Eigen

3.1.1 Eigen::Matrix4f

Eigen::Matrix4f model = Eigen::Matrix4f::Identity();

// TODO: Implement this function
// Create the model matrix for rotating the triangle around the Z axis.
// Then return it.
float angle = rotation_angle / 180 * MY_PI;
model << std::cos(angle), -std::sin(angle), 0, 0,
    std::sin(angle), std::cos(angle), 0, 0,
    0, 0, 1, 0,
    0, 0, 0, 1;

3.2 OpenCV

cv::Mat image(700, 700, CV_32FC3, r.frame_buffer().data()); image.convertTo(image, CV_8UC3, 1.0f); 
cv::imshow("image", image); 
key = cv::waitKey(10);

这段代码是基于 OpenCV 库的图像显示逻辑，将渲染器的帧缓冲区数据显示到屏幕上

3.2.1 创建OpenCV图像矩阵

cv::Mat image(700, 700, CV_32FC3, r.frame_buffer().data());

创建一个 OpenCV 的cv::Mat对象（图像矩阵），并将其数据指针直接关联到渲染器的帧缓冲区（frame_buffer），避免数据拷贝，提高效率。

700, 700：图像的高度（rows）和宽度（cols），即 700x700 像素。
CV_32FC3：图像的数据类型。CV_32F表示每个通道是 32 位浮点数（float），C3表示 3 个颜色通道（通常对应 RGB 或 BGR）。
r.frame_buffer().data()：渲染器（r）的帧缓冲区数据的起始地址。帧缓冲区是存储像素颜色信息的内存区域，这里直接将cv::Mat的数据指针指向该区域，实现 “零拷贝” 关联。

3.2.2 转换图像数据类型（适配显示需求）

image.convertTo(image, CV_8UC3, 1.0f);

将图像从 32 位浮点型（CV_32FC3）转换为 8 位无符号整型（CV_8UC3），因为大多数显示设备和图像格式使用 8 位数据（0-255 范围）。

第一个image：源图像（输入）。
第二个image：目标图像（输出，这里覆盖原图像）。
CV_8UC3：目标数据类型。CV_8U表示每个通道是 8 位无符号整数（uchar），C3仍为 3 个通道。
1.0f：缩放因子。转换时会将源数据（32 位浮点数）乘以该因子后截断为 8 位整数。若帧缓冲区的浮点数范围是[0.0, 255.0]，乘以 1.0f 后直接转为[0, 255]的 8 位值；若原范围是[0.0, 1.0]，则需要用255.0f作为缩放因子（否则图像会过暗）。

3.2.3 显示图像到窗口

cv::imshow("image", image);

在名为"image"的窗口中显示转换后的图像。若窗口不存在，imshow会自动创建一个名为"image"的窗口；若已存在，则更新窗口内容。

3.2.4 等待用户输入

key = cv::waitKey(10);

暂停程序执行，等待用户按键输入，最多等待 10 毫秒（参数单位为毫秒）。若在 10 毫秒内有按键按下，返回该按键的 ASCII 码（如 ESC 键是 27）；若超时无按键，返回-1。