Gráficos Avanzados. Repaso de Gráficos I

Transcripción

1 Gráficos Avanzados Repaso de Gráficos I

2 Introducción Veremos los conceptos fundamentales de gráficos con OpenGL aplicado a: Imágenes 2D Sistemas 3D

3 Temas a tratar Términos. Sistemas Gráficos. OpenGL. Pipeline. OpenGL. Librerías de ayuda. OpenGL en el mundo real. Visual C/C++.

4 Términos Bitmap: Imagen representada internamente como mapa de bits. Framebuffer: Zona de memoria donde se guarda el bitmap que representa a la pantalla. Suelen haber entre dos y tres FB por hardware gráfico.

5 Sistemas gráficos Partes de un sistema gráfico: Scan. Proceso de conversión de una fila del bitmap de pantalla a una fila de la pantalla. Raster. Proceso de transformación de primitivas 2D o 3D en un bitmap. Ej: Una línea. Render. Proceso o resultado de preparar una imagen para ser mostrada por pantalla.ej: Dibujar un mapa.

6 Sistemas gráficos Scan

7 Sistemas gráficos Raster

8 Sistemas gráficos Render Por Eric Hanson El Quinto Elemento

9 OpenGL Es una librería software que interacciona con el hardware gráfico. Su objetivo primario es hacer un render de gráficos 2D y 3D en un framebuffer. OpenGL sigue una secuencia de procesos para representar gráficos, esta secuencia se llama pipeline gráfico.

10 OpenGL. Pipeline gráfico.

11 OpenGL. Pipeline gráfico. Primitivas Son líneas, puntos, polígonos con su conjunto asociado de vértices. Se pintan según los estados de OpenGL, como el color, el grosor, etc... Todas las operaciones 3D utilizan matrices en coordenadas homogéneas. Las más usadas son: GL_MODELVIEW (para un modelo geométrico) GL_PROJECTION(para la vista) GL_TEXTURE (para las texturas) Adicionalmente existen luces para controlar el color de cada pixel del resultado de una

12 OpenGL. Pipeline gráfico. Primitivas

13 OpenGL. Pipeline gráfico. Primitivas Ejemplo: glcolor3f(1, 1, 0); // Set color to YELLOW glpolygonmode(gl_both, GL_LINE); // Unfilled mode glbegin(gl_polygon); // Use polygon to apprx. a circle for(i=0; i<100; i++) cosine = 25 * cos(i * 2 * PI/100.0); sine = 25 * sin(i * 2 * PI/100.0); glvertex2f(cosine, sine); glend();

14 OpenGL. Pipeline gráfico. Display lists. Idea. Ya que OpenGL utiliza comandos que debe interpretar cada vez que se ejecuta existe un método para guardar dicha interpretación de una forma compacta para la próxima ejecución ese método es el uso de display lists.

15 OpenGL. Pipeline gráfico. Display lists. Ejemplo: #include <GL/gl.h> #include <GL/glu.h> #include <GL/glaux.h> void myinit(void); void drawline (void); void CALLBACK display(void); void CALLBACK myreshape(glsizei w, GLsizei h); GLuint listname = 1; void myinit (void) glnewlist (listname, GL_COMPILE); glcolor3f (1.0, 0.0, 0.0); glbegin (GL_TRIANGLES); glvertex2f (0.0, 0.0); glvertex2f (1.0, 0.0); glvertex2f (0.0, 1.0); glend (); gltranslatef (1.5, 0.0, 0.0); glendlist (); glshademodel (GL_FLAT); void drawline (void) glbegin (GL_LINES); glvertex2f (0.0, 0.5); glvertex2f (15.0, 0.5); glend (); void CALLBACK display(void) GLuint i; glclear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); glcolor3f (0.0, 1.0, 0.0); glpushmatrix(); for (i = 0; i < 10; i++) glcalllist (listname); drawline (); glpopmatrix(); glflush (); void CALLBACK myreshape(glsizei w, GLsizei h) if (!h) return; glviewport(0, 0, w, h); glmatrixmode(gl_projection); glloadidentity(); if (w <= h) gluortho2d (0.0, 2.0, -0.5 * (GLfloat) h/(glfloat) w, 1.5 * (GLfloat) h/(glfloat) w); else gluortho2d (0.0, 2.0 * (GLfloat) w/(glfloat) h, -0.5, 1.5); glmatrixmode(gl_modelview); glloadidentity(); int main(int argc, char** argv) auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB); auxinitposition (0, 0, 400, 50); auxinitwindow ("Display List"); myinit (); auxreshapefunc (myreshape); auxmainloop(display); return(0);

16 OpenGL. Librerías de ayuda. Son GLU, GLUT y GLAUX. Estándar GLU. Operaciones simples que facilitan la programación con OpenGL. Librerías no standard (no están soportadas por defecto) GLUT. Sistema de control de ventanas muy actualizado. GLAUX. Sistema de control de ventanas prácticamente obsoleto.

17 OpenGL. Librerías de ayuda. GLU. Partes: Iniciación. (glugetstring) Manipulación de imágenes para el uso de texturas. (gluscaleimage, glubuild1dmipmaps y glubuild2dmipmaps) Tranformaciones de coordenadas (gluperspective, glulookat,...) Teselando polígonos. (Para polígonos no convexos) Callbacks (glbegin, glend,...) Superfícies simples (Esferas, Cilindros, Discos,...) NURBS Errores

18 OpenGL. Librerías de ayuda. GLUT. Partes: Sistema de múltiples ventanas. Eventos Capacidades para sistemas de entrada sofisticados. Timers Menús Objetos simples. Texto y fuentes Sistema para controlar overlays. Hecho en ANSI C. Código fuente, specs y binarios disponibles en

19 OpenGL. Librerías de ayuda. GLAUX. Partes: Ventanas Eventos Objetos simples Teapot Texto y fuentes... Hecho en C y en TCL/TK Código fuente disponible en MSDN y binarios en Visual C/C++.

20 OpenGL en el mundo real. Visual C/C++. OpenGL no se utiliza sobre GLUT ni GLAUX sino que se utiliza dentro de aplicaciones con un sistema de ventanas no GL. En linux Qt. En Windows Visual C/C++ o un compilador de C para windows (Watcom, etc...).

21 OpenGL en el mundo real. Visual C/C++. Secuencia de iniciación. OnCreate y OnPreCreateWindow: OnCreate int COpenGLView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpcreatestruct) if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1) return -1; InitializeOpenGL(); return 0; OnPreCreateWindow BOOL COpenGLView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) // An OpenGL window must be created with the following flags and must not // include CS_PARENTDC for the class style. Refer to SetPixelFormat // documentation in the "Comments" section for further information. cs.style = WS_CLIPSIBLINGS WS_CLIPCHILDREN; return CView::PreCreateWindow(cs);

22 OpenGL en el mundo real. Visual C/C++. Secuencia de iniciación. SetupPixelFormat : BOOL COpenGLView::SetupPixelFormat() static PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd = sizeof(pixelformatdescriptor), // size of this pfd 1, // version number PFD_DRAW_TO_WINDOW // support window PFD_SUPPORT_OPENGL // support OpenGL PFD_DOUBLEBUFFER, // double buffered PFD_TYPE_RGBA, // RGBA type 24, // 24-bit color depth 0, 0, 0, 0, 0, 0, // color bits ignored 0, // no alpha buffer 0, // shift bit ignored 0, // no accumulation buffer 0, 0, 0, 0, // accum bits ignored 16, // 16-bit z-buffer 0, // no stencil buffer 0, // no auxiliary buffer PFD_MAIN_PLANE, // main layer 0, // reserved 0, 0, 0 // layer masks ignored ; if ( 0 == (m_pixelformat = ::ChoosePixelFormat(m_pDC->GetSafeHdc(), &pfd)) ) SetError(2); return FALSE; if ( FALSE == ::SetPixelFormat(m_pDC->GetSafeHdc(), m_pixelformat, &pfd) ) SetError(3); return FALSE; return TRUE;

23 OpenGL en el mundo real. Visual C/C++. Secuencia de iniciación. Init: BOOL COpenGLView::InitializeOpenGL() // Can we put this in the constructor? m_pdc = new CClientDC(this); if ( NULL == m_pdc ) // failure to get DC SetError(1); return FALSE; if (!SetupPixelFormat()) return FALSE; // For Color-Index mode, you'd probably create your palette here, right // after you select the pixel format if ( 0 == (m_hrc = ::wglcreatecontext( m_pdc->getsafehdc() ) ) ) SetError(4); return FALSE; if ( FALSE == ::wglmakecurrent( m_pdc->getsafehdc(), m_hrc ) ) SetError(5); return FALSE; // specify black as clear color ::glclearcolor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // specify the back of the buffer as clear depth ::glcleardepth(1.0f); // enable depth testing ::glenable(gl_depth_test); return TRUE;

24 OpenGL en el mundo real. Visual C/C++. Secuencia de uso. OnDraw: void COpenGLView::OnDraw(CDC* pdc) CDocument* pdoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); // Clear out the color & depth buffers ::glclear( GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); PreRenderScene(); ::glpushmatrix(); RenderStockScene(); ::glpopmatrix(); ::glpushmatrix(); RenderScene(); ::glpopmatrix(); // Tell OpenGL to flush its pipeline ::glfinish(); // Now Swap the buffers if ( FALSE == ::SwapBuffers( m_pdc->getsafehdc() ) ) SetError(7); PostRenderScene();

25 OpenGL en el mundo real. Visual C/C++. Secuencia de cierre. OnDestroy: void COpenGLView::OnDestroy() CView::OnDestroy(); // TODO: Add your message handler code here // NOTE:wglDeleteContext makes the RC non-current, so this step is unnecessary // (but you can do it if it makes you feel secure) // if ( FALSE == ::wglmakecurrent( 0, 0 ) ) // // SetError(2); // return FALSE; // if ( FALSE == ::wgldeletecontext( m_hrc ) ) SetError(6); // For Color-Index mode, you should reset the palette to the original here if ( m_pdc ) delete m_pdc;

26 Ver Obtener los spec de OpenGL GLU GLUT Obtener los fuentes de GLUT Mesa3D Secuencia de inicio de OpenGL para windows. OpenGL: From the EXTensions to the SOLutions