👩🏻‍✈️ 👩‍👩‍👦‍👦 😇 在STM32F407上显示3D图形 🛀🏾 👨🏾‍💼 ☑️

如您所知，较早的STM具有适当的频率和RAM容量。好吧，如果是这样，那为什么不在这种控制器上运行3D图形呢？是的，没有比这更简单的了！

演示图片

为了显示3D图形，我将一个320x240分辨率的显示器连接到基于STM32F407的STM32F4Discovery板上。不，不是FSMC-此板具有必要的触点。但是，对于我们的实验，普通端口就足够了。
显示器连接如下：

CS-> E12
RST-> E2
RS-> E15
写-> E14
RD-> E13
D0-> E4
D1-> E5
D2-> E6
D3-> E7
D4-> E8
D5-> E9
D6-> E10
D7-> E11

该存储库具有用于三个不同显示选项的类（IL9325，SPFD5408，HX8347D）。

外观

为了绘制3D图形，我很久以前曾经对第一版OpenGL库的一部分进行了一些相似的处理。这是我附加到STM32上的相似之处。该库要求每个像素6个字节（每种颜色2个字节，每个Z缓冲区4个字节）。此版本中STM32F407的内存仅可用于160x120。好吧，那我们将垂直和水平拉伸图像两次。
本课程能够：
1）纹理纹理的大小是2的幂的倍数；
2）Z形剪裁；
3）插入人脸内部顶点的颜色；
4）八个光源的照明计算，并根据距离进行衰减调整。

使用库的过程如下：
首先，您需要初始化库（它将为屏幕分配内存）。然后，与OpenGL一样，您需要配置投影矩阵和视口。

 const int32_t WIDTH=160;
 const int32_t HEIGHT=120;
 const float VISIBLE_ANGLE=60;
 const float NEAR_PLANE=1;
 const float FAR_PLANE=1000;	
 float aspect=static_cast<float>(WIDTH)/static_cast<float>(HEIGHT);
 		
 cSGL.Init(WIDTH,HEIGHT);
 cSGL.Perspective(VISIBLE_ANGLE,aspect,NEAR_PLANE,FAR_PLANE);
 cSGL.SetViewport(0,0,WIDTH,HEIGHT);

实际上，现在您可以以几乎与OpenGL中相同的方式绘制（用于类似的命令）。

例如，您可以指定一个光源：

 cSGL.MatrixMode(CSGL::SGL_MATRIX_MODELVIEW);
 cSGL.LoadIdentity();
 float l0_position[]={0,0,0};
 float l0_ambient[]={0.1,0.1,0.1};
 float l0_diffuse[]={0.7,0.7,0.7};
 float l0_specular[]={1,1,1};
 float l0_shininess[]={1};
 cSGL.Lightfv(CSGL::SGL_LIGHT0,CSGL::SGL_POSITION,l0_position);
 cSGL.Lightfv(CSGL::SGL_LIGHT0,CSGL::SGL_AMBIENT,l0_ambient);
 cSGL.Lightfv(CSGL::SGL_LIGHT0,CSGL::SGL_DIFFUSE,l0_diffuse);
 cSGL.Lightfv(CSGL::SGL_LIGHT0,CSGL::SGL_SPECULAR,l0_specular);
 cSGL.Lightfv(CSGL::SGL_LIGHT0,CSGL::SGL_SHININESS,l0_shininess);

您可以指定表面的材质：

 float m0_ambient[]={0.1,0.1,0.1};
 float m0_diffuse[]={0.5,0.5,0.5};
 float m0_specular[]={0.5,0.5,0.5};
 float m0_emission[]={0.1,0.1,0.1};
 cSGL.Materialfv(CSGL::SGL_AMBIENT,m0_ambient);
 cSGL.Materialfv(CSGL::SGL_DIFFUSE,m0_diffuse);
 cSGL.Materialfv(CSGL::SGL_SPECULAR,m0_specular); 
 cSGL.Materialfv(CSGL::SGL_EMISSION,m0_emission);

您可以启用照明计算cSGL.Enable（CSGL :: SGL_LIGHTING）;以及特定的光源cSGL.Enable（CSGL :: SGL_LIGHT0）；
前后均考虑照明。而且，我没有切断后边缘（我很少需要它）。但是，如果您要使其变得有些琐碎。

无需创建光源。您可以使用cSGL.Color3f自己设置脸部的颜色。颜色（以及材料的颜色参数）指定为归一化[0..1]；

纹理与cSGL.BindTexture命令连接。请注意，库始终使用纹理！在这种情况下，纹理颜色的数组定义为四个字节（r，g，b，alpha）的序列，此处r，g，b，alpha是从0到255的数字。严格来说，正是这些数字乘以了通道R，G，渲染时由glColor3f指定（或从光源计算得出的）B。在整个显示脸部的过程中，应保留一组纹理数据。

面的结论如下：

  
  cSGL.Begin();
   cSGL.TexCoordf(0,0);	
   cSGL.Vertex3f(x6,y6,z6);
   cSGL.TexCoordf(0,1);	 
   cSGL.Vertex3f(x4,y4,z4);
   cSGL.TexCoordf(1,0);	 
   cSGL.Vertex3f(x2,y2,z2);
  cSGL.End();

cSGL.Begin启用人脸绘制，cSGL.End结束此模式。在这些命令中放置命令以设置点的参数（法线，归一化纹理坐标，点的归一化颜色）和点渲染cSGL.Vertex3f。开始/结束内部的点数可以是任意的，并且总体上可以组成显示的凸多边形。

与OpenGL中一样，纹理化，投影和建模由命令选择的三个矩阵控制

MatrixMode(SGL_MATRIX_TEXTURE);
MatrixMode(SGL_MATRIX_PROJECTION);
MatrixMode(SGL_MATRIX_MODELVIEW);

这些矩阵的运算由命令执行

LoadIdentity();
cSGL.Rotatef(angle,0,0,1);
cSGL.Translatef(-0.5,-0.5,0);

对于绘制，库使用CGLScreenColor点类。这并不会影响性能，但可以让您轻松地在不同的显示器和体系结构之间转移库。
现在是什么FPS？对于一个没有面的给定八面体（我接受了），实际上，对绘制过程的持续时间进行测量可以得出约150-200 FPS。但是将缓冲区端口传输到显示器并同时将图片增加一倍，可以将FPS降低到大约10-15（是的，我什至没有考虑过对其进行优化）。
我引起您的注意的是，该库几乎没有在任何地方进行优化。她的任务只是制作具有现代化可能性的易于理解的3D绘图工具。我相信通过优化可以将图形输出再次加速到STM32 5-10（例如，使用FSMC，优化绘图并将数据传输到显示器）。

为什么这样的库有用？好吧，例如，以可视形式向用户显示任何指示。例如，简单3D对象的方向。

视频作品：

用于Windows的STM32 存储库的存储库。

在项目开发中祝您好运！:)

在STM32F407上显示3D图形

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