Számítógépes grafika

1. Számítógépes grafika OpenGL 1. gyakorlat

2. Tartalom • OpenGL röviden • Első program: üres képernyő • Második program: rajzolás

3. OpenGL • SGI által elkezdett API, grafikus alkalmazások programozására • Gyakorlatilag is cross-platform • Eredetileg az SGI IRIS GL-jéből fejlődött ki • OpenGL Architecture Review Board kezelte kezdetekben • 2006 óta a Khronos Groupé az irányítás • OpenGL specifikáció: www.opengl.org

4. OpenGL • Állapotgép, a Khronos által kezelt specifikációknak megfelelő driverek valósítják meg az utasításokat • Kliens-szerver jellegű, ahol a szerver a GL, a kliens az alkalmazás • Lehetőséget nyújt a szabványon túli kiegészítések elkészítésére is

5. OpenGL • Verziók: • OpenGL 1.0: 1992. július 1. • OpenGL 2.0: 2004. október 22. • OpenGL 3.0: 2008. augusztus 11. • OpenGL 4.0: 2010. március 11. • Forrás: http://www.opengl.org/documentation/specs/

6. OpenGL • Ezekre lesz szükségünk a CG-n kívül: • GLEW: http://glew.sourceforge.net/index.html • GLM (matematikai könyvtár): • http://glm.g-truc.net/download.html • Freeglut: • http://freeglut.sourceforge.net/index.php#download

7. Visual Studio beállítása OpenGL-hez • Include könyvtárak közé: • glm-0.9.B.1\ • glew-1.5.3\include • freeglut-2.6.0\include • Library könyvtárak közé: • glew-1.5.3\lib • Szükséges lib fájlok: #pragmacomment(lib, "cg.lib") #pragmacomment(lib, "cgGL.lib") #pragmacomment(lib, "glew32s.lib")

8. Konkrétan graflabban beállítandó • Tools/Options/Projects and Solutions/VC++ directories/ • Include files: • C:\Program Files\freeglut-2.4.0\include • T:\glew-1.5.3\include • Library files: • C:\Program Files\freeglut-2.4.0\ReleaseStatic • T:\glew-1.5.3\lib

9. Konkrétan graflabban letöltendő • GLEW: • https://sourceforge.net/projects/glew/files/glew/1.5.3/glew-1.5.3.zip/download • https://sourceforge.net/projects/glew/files/glew/1.5.3/glew-1.5.3-win32.zip/download • GLM: • https://sourceforge.net/projects/glf/files/glm/glm-0.9.B.1/glm-0.9.B.1.zip/download

10. Visual Studio beállítása OpenGL-hez • DLL fájlok amikre szükség lesz: • CG-hez cg.dll és cgGL.dll • glew.dll • freeglut.dll • (hacsak nem statikusan linkeljük utóbbi kettőt)

11. GLUT • Segédkönyvtár, ami elfedi előlünk a Windows-os dolgokat • Mi a freeglut-ot fogjuk használni

12. Extension-ök • Az alap OpenGL specifikáció lehetőséget nyújt bővítésre • Ezt ezeken a kiterjesztéseken keresztül lehet elérni • Tipikusan gyártó specifikus indíttatású egy-egy extension • Ha mindenkinek tetszik, akkor végül a szabvány része lesz (pl. vbo-k)

13. OpenGL elnevezési konvenciók

14. Tartalom • OpenGL röviden • Első program: üres képernyő • Második program: rajzolás

15. Első OpenGL program • Készítsünk egy fekete képernyőt! • Program letölthető innen: http://people.inf.elte.hu/valasek/bevgraf/08/01_Create.zip

18. main.cpp #define FREEGLUT_STATIC #include <GL/glew.h> #include <GL/freeglut.h> #include <windows.h> #include <iostream> #pragmacomment(lib, "glew32.lib") #pragmacomment(lib, "freeglut_static.lib")

19. main.cpp int main(int argc, char* argv[]) { glutInit(&argc, argv); glutInitWindowSize(640, 480); glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH); glutCreateWindow("OpenGL program"); ...

20. glutInit • glutInit(int *argcp, char **argv) • A GLUT segédkönyvtár inicializálása • argcp: a programunk parancssorának számát tartalmazó módosítatlan változóra

21. glutInit • glutInit( int *argcp, char **argv) • A GLUT segédkönyvtár inicializálása • argv: a tényleges parancssor

22. glutInitWindowSize • glutInitWindowSize( int width, int height) • Létrehozandó ablak szélessége és magassága

23. glutInitDisplayMode • glutInitDisplayMode(unsigned int mode) • A kezdeti megjelenítési tulajdonságok beállítása: • GLUT_RGBA: RGBA színmodell használata • GLUT_DOUBLE: dupla pufferelés használata • GLUT_DEPTH: mélységi puffer használata • További információk: http://www.opengl.org/documentation/specs/glut/spec3/node12.html

24. glutCreateWindow • glutCreateWindow(char *name) • A paraméterben megadott feliratú ablak létrehozása

25. main.cpp ... glutDisplayFunc(Render); glutIdleFunc(Idle); if (glewInit() != GLEW_OK) { std::cout << "Hiba!" << std::endl; return -1;} Init(); glutMainLoop(); return 0; }

26. glutDisplayFunc • glutDisplayFunc(void (*func)(void)) • Egy callback függvényt adunk át a GLUT-nak, ami akkor hívódik meg, ha a kliensterületet újra kell rajzolni • A függvénynek így kell kinéznie: • void név(){ …}

27. glutIdleFunc • glutIdleFunc(void (*func)(void)) • Egy callback függvényt adunk át a GLUT-nak, ami akkor hívódik meg, ha nincs feldolgozásra váró üzenete az ablakunknak • A függvénynek így kell kinéznie itt is: • void név(){ …}

28. glewInit() • Inicializálja a glew-t (ez fogja betölteni az extension-öket)

29. glutMainLoop() • Elindul a fő ciklusa a GLUT-nak • Ez csak akkor hívja a rajzoló callback-et, ha az ablakozó szerint újra kell rajzolni • Ezért mi az idle callback-ben mindig kiadunk egy render parancsot (glutPostRedisplay-t):

30. main.cpp void Idle() { glutPostRedisplay(); }

31. main.cpp void Init() { glClearColor(0,0,0,1); }

32. glClearColor • glClearColor( GLclampf red, GLclampf green,GLclampf blue, GLclampf alpha); • Beállítja a törlési színt • Az egyes színkomponensek 0 és 1 közötti lebegőpontos számok kellenek, hogy legyenek

33. OpenGL adattípus typedef-ek

34. main.cpp void Render() { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glutSwapBuffers(); }

35. glClear • glClear(GLbitfield mask) • Mit töröljünk: • GL_COLOR_BUFFER_BIT: a frame puffert (OpenGL-ül color buffer) • GL_DEPTH_BUFFER_BIT: mélységi puffert • GL_STENCIL_BUFFER_BIT: stencil puffert

36. glutSwapBuffers • glutSwapBuffers() • A back és a front buffer megcserélése

37. Feladat • 3 másodperc alatt feketéből váltson át a képernyő színe zöldre és vissza, szép folyamatosan

38. Tartalom • OpenGL röviden • Első program: üres képernyő • Második program: rajzolás

39. Második program • Rajzoljunk ki egy háromszöget!

40. main.cpp • A main() és Idle() függvényeink nem változnak • Van egy új globális változónk, ez a Vertex Buffer Object-ünk (VBO) azonosítója lesz: • GLuint g_vb;

41. main.cpp/void Init() void Init() { glClearColor(0,0,0.5f, 1); float geom[] = { -1, -1, 0.5f, 0, 1, 0.5f, 1, -1, 0.5f, }; ...

42. OpenGL

43. main.cpp/void Init() ... glGenBuffers(1, &g_vb); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, g_vb); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(geom), geom, GL_STREAM_DRAW); }

44. glGenBuffers • glGenBuffers( GLsizei n, GLuint * buffers) • Puffer objektumokat hoz létre • n darab puffert hoz létre • A buffers egy tömb, ami tárolni fogja a létrehozott pufferek azonosítóit

45. glBindBuffer • glBindBuffer( GLenum target, GLuint buffer); • A második paraméterben megadott puffert hozza létre (rendeli a contexthez), vagy veszi használatba: • GL_ARRAY_BUFFER • GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER • GL_PIXEL_PACK_BUFFER • GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER

46. glBufferData • glBufferData( enum target, sizeiptr size, const void *data, enum usage) • A tényleges memóriafoglalás itt történik meg • Ha már létező pufferre hívjuk meg, akkor újrafoglalódik neki memóriaterület • Meglévő memória átírására: glBufferSubData

47. glBufferData • glBufferData(enum target, sizeiptr size, const void *data, enum usage) • Milyen puffert hozunk létre: • GL_ARRAY_BUFFER • GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER • GL_PIXEL_PACK_BUFFER • GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER

48. glBufferData • glBufferData( enum target, sizeiptr size, const void *data, enum usage) • A létrehozandó puffer mérete bájtban

49. glBufferData • glBufferData( enum target, sizeiptr size, const void *data, enum usage) • Memóriaterület, ahonnan feltöltődik a puffer a méretének megfelelő bájtnyi adattal

50. glBufferData • glBufferData( enum target, sizeiptr size, const void *data, enum usage) • A puffer felhasználási módja, adatfeltöltés gyakoriságának szempontjából: • STATIC: csak egyszer lesz adat feltöltve rá • STREAM: használat után változó tartalom • DYNAMIC: többszöri változtatások, de egy-egy változtatás után többszöri felhasználás