Einführung in OpenGL. Einführung in OpenGL

Transkript

1 OpenGL: Einführung/Standard - OpenGL (Open Graphics Library) ist ein Standard für 3D Rendering und 3D Hardware-Beschleunigung - OpenGL läuft unter Windows, MacOS, Linux, Unix, - Website: - Das OpenGL Architectural Review Board ARB bestimmt den Standard 1

2 OpenGL: Eigenschaften - Hohe Qualität und leistungsfähig - Anwendungen in CAD/CAM/CAE Spiele Medizin VR Film / Fernsehen 2

3 OpenGL: Vorteile für Entwickler - Industriestandard, gratis - Neutral und plattformübergreifend - Stabil, kompatibel zu früheren Versionen - Zuverlässig und portierbar, unabhängig von Betriebs- und Window-System - Entwickelt sich weiter, (aktuell: Vers. 2.1) - Skalierbar: Home PC bis Supercomputer - Ausgereiftes API, das low-level Details kapselt - Ausführliche Dokumentation erhältlich 3

4 OpenGL: Software Entwicklung - OpenGL ist reich an Primitiven für Geometrie und Bild, Display-Listen, Transformationen, Beleuchtung, Texturen, Anti-aliasing, Blending, - Anbindung an C, C++, Fortran, Ada, Java, (Lisp) ausgehend von einheitlicher Spezifikation. - Läuft unter den Betriebssystemen UNIX, Linux, MacOs, Windows 95/98/2000/NT/XP, Linux, Python, BeOS - Läuft unter X-Windows (X11), Win32 - Unterstützt 2D und 3D 4

5 OpenGL: Hardwarebeschleunigung - Je nach Grafik-Karte werden gewisse Befehle von reiner Software von der Hardware oder von Soft- und Hardware gemischt ausgeführt - Flexible Implementierung für low-cost PC bis hin zu Grosscomputern - Kartenspezifische Erweiterungen sind ebenfalls möglich 5

6 OpenGL: Grundlage für viele Anwendungen - Viele high-level APIs bauen auf OpenGL auf: Open Inventor, IRIS Performer, OpenGL Optimizer, OpenSceneGraph - Applikationen die auf OpenGL basieren: Maya 3D Studio Max WorldToolKit, WorldUp CosmoWorld Games like Unreal, Quake2, 6

7 OpenGL: ARB - Das OpenGL Architecture Review Board (ARB), wacht über den Standard - Dem Konsortium das 1992 gegründet wurde, gehören Firmen wie IBM, Intel, HP, Microsoft, Silicon Graphics, Evans & Sutherlands,, an - OpenGL wird laufend weiterentwickelt - Endverbraucher, Softwareverkäufer, und OpenGL API Programmierer zahlen keine Lizenzgebühren, (nur Hardware Hersteller) 7

8 OpenGL: Grundlagen - API für Rendering in den Bildschirmspeicher, unterstüzt keine Peripherie wie Window, Maus, Tastatur, Wir verwenden hierzu GLUT - Primitive (Punkt, Linie, Polygone, Pixel Rechteck) unterliegen den jeweils aktiven Modi, die über Prozeduraufrufe gesetzt werden können. - OpenGL ist ein low-level API für 3D und 2D Grafik, das das Rendering und weniger das Modellieren von komplexen Objekten unterstüzt. 8

9 OpenGL: Grundlagen - GL verwendet ein Client-Server Modell: Client: Programm, das das API verwendet. Server: Übernimmt das Rendering. - OpenGL als Status-Maschine: Client state Server state 9

10 OpenGL: Syntax - void glvertex3f(glfloat x, GLfloat y, GLfloat z) - void glnormal3dv(gldouble arg[3]) - Rtype glname{e 1234}{e bsifd ub us ui}{e v} ([args,] T arg1,, T argn [, args]) 10

11 OpenGL: Hello World #include <GL/glut.h> int main(int argc, char** argv) { glutinit(&argc, argv); glutinitdisplaymode (GLUT_SINGLE GLUT_RGB); glutinitwindowsize (250, 250); glutinitwindowposition (100, 100); glutcreatewindow ("hello"); init (); glutdisplayfunc(display); glutmainloop(); return 0; /* ANSI C requires main to return int. */ } 11

12 OpenGL: Hello World void init (void) { /* select clearing color */ glclearcolor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); /* initialize viewing values */ glmatrixmode(gl_projection); glloadidentity(); glortho(0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, 1.0); } 12

13 OpenGL: Hello World void display(void) { glclear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* clear all pixels */ /* draw polygon with corners at (0.25, 0.25, 0.0) and (0.75, 0.75, 0.0) */ glcolor3f (1.0, 1.0, 1.0); glbegin(gl_polygon); glvertex3f (0.25, 0.25, 0.0); glvertex3f (0.75, 0.25, 0.0); glvertex3f (0.75, 0.75, 0.0); glvertex3f (0.25, 0.75, 0.0); glend(); /* don't wait! start processing buffered OpenGL routines */ glflush (); } 13

14 Aufgabe: - Übersetzen Sie das oben gegebene Beispielprogramm und führen Sie es aus. - Fügen Sie der Szene ein gelbes Dreieck mit den Ecken (0.25, 0.75, 0.0) (0.75, 0.75, 0.0) und (0.75, 0.25, 0.3) hinzu. - Statt einer orthogonalen Parallelprojektion können Sie auch eine perspektivische Projektion benutzen. Ersetzen Sie dazu im Code die glortho -Anweisung durch folgende Anweisungen: gluperspective(fieldofview, aspect, near, far); glulookat(eyex, exey, eyez, centerx, centery, centerz, upx, upy, upz); Experimentieren Sie mit verschiedenen Sichten auf die Szene. 14

15 Literatur: Computer Graphics with OpenGL (3. Auflage), D. Hearn, M.P. Baker. Prentice Hall, ISBN: OpenGL: A Primer (3. Auflage), Edward Angel, Addison-Wesley, 2007 OpenGL Programming Guide (5. Auflage), OpenGL ARB, Addison- Wesley, 2005, The OpenGL Utility Toolkit (GLUT) Programming Interface API Version 3, Mark J. Kilgard, Silicon Graphics, Inc. November 13,