2.1.8 Растеризація

Растеризація є перетворенням як геометричних, так і піксельних даних у фрагменти. Кожен квадратний фрагмент відповідає певному пікселю у буфері кадру. Штрихування ліній і багатокутників, ширина лінії, розмір точки, модель зафарбовування і обчислення покриття, необхідні для підтримки згладжування, враховуються як вершини, які з'єднуються в лінії, або як внутрішні пікселі, розраховані для зафарбованого багатокутника. Значення кольору і глибини призначаються для кожного квадратного фрагмента.

2.1.9 Операції обробки фрагментів

Перш ніж значення збережуться у буфері кадру, виконується ряд операцій, внаслідок чого фрагменти можуть бути змінені або навіть відкинуті. Усі ці операції можуть бути включені або відключені.

Першою операцією, з якою можна зіткнутися, є накладення текстур. Ця операція полягає в тому, що тексель (елемент текстури) генерується з пам'яті текстур для кожного фрагмента і застосовується до конкретного фрагмента. Після цього можуть застосовуватися обчислення туману, які супроводжуються тестом ножиць, альфа-тестом, тестом трафарету і тестом буфера глибини (тест буфера глибини є видаленням невидимих поверхонь). Невдале завершення включеного теста може припинити тривалу обробку квадрата фрагмента. Потім можуть бути виконані операції змішування кольорів, псевдозмішування (розмивання) кольорів для передачі півтонів, логічної обробки і маскування за допомогою бітової маски. Нарешті, повністю оброблений фрагмент виводиться у відповідний буфер, де він остаточно перетворюється на піксель і досягає свого кінцевого місця розташування.

2.2 Бібліотеки, що відносяться до OpenGL

2.2.1 Бібліотека OpenGL

Бібліотека OpenGL надає потужний, але примітивний набір команд візуалізації, і усі зображення більш високого рівня мають бути створені з використанням саме цих команд. Окрім цього OpenGL-програми повинні використовувати основні механізми системи управління вікнами. Існує декілька бібліотек, які дозволяють спростити рішення ваших завдань в області програмування. До числа цих бібліотек входять наступні:

Бібліотека утиліт OpenGL (GLU - OpenGL Utility Library) містить декілька підпрограм, які використовують OpenGL-команди низького рівня для виконання таких завдання, як установка матриць для певного орієнтування і проектування перегляду, виконання тесселяції багатокутників(розбиття довільного багатокутника на опуклі багатокутники) і візуалізацію поверхні. Ця бібліотека надається в якості складової частини кожної реалізації бібліотеки OpenGL. Складові частини біблиотеки GLU описуються в Довіднику по OpenGL {OpenGL Reference Manual).

Для кожної віконної системи існує бібліотека, яка розширює функціональні можливості цієї віконної системи, щоб забезпечити підтримку візуалізації OpenGL. Для обчислювальних машин, які використовують оболонку X Window System, в якості доповнення до бібліотеки OpenGL надається розширення бібліотеки OpenGL для оболонки X Window System(GLX - OpenGL Extension to the X Window System). Підпрограми GLX використовують префікс glX. Для операційних систем Microsoft Windows 95/98/NT інтерфейс операційної системи Windows до бібліотеки OpenGL забезпечується підпрограмами бібліотеки WGL. Усі підпрограми WGL використовують префікс wgl.

Для операційної системи OS/2 корпорації IBM використовуються PGL-інтерфейс адміністратора представлень (Presentation Manager) до бібліотеки OpenGL, і його підпрограми використовують префікс pgl. Для комп'ютерів фірми Apple інтерфейсом для графічних систем, що підтримують бібліотеку OpenGL, являється AGL, і підпрограми AGL використовують префікс agl.

Інструментарій утиліт бібліотеки OpenGL (GLUT - Graphics Library UtilityToolkit) є незалежним від віконної системи інструментарієм, написаним Марком Килгардом (Mark Kilgard) для того, щоб приховати складність програмного інтерфейсу прикладних програм (API - ApplicationProgramming Interface) різних віконних систем. Підпрограми GLUT використовують префікс glut.

FSG (Fahrenheit Scene Graph) є об'єктно-орієнтованим набором інструментальних засобів, заснованим на бібліотеці OpenGL і надаючим об'єкти і методи для створення інтерактивних тривимірних графічних прикладних програм. FSG написаний на мові програмування C++, містить заздалегідь підготовлені об'єкти і вбудовану модель обробки подій при взаємодії з користувачем, компоненти прикладних програм високого рівня для створення і редагування тривимірних сцен і можливості для обміну даними в інших графічних форматах. FSG не залежний від OpenGL.

2.2.2 Файли, що підключаються

Для усіх OpenGL-програм ви можете підключити заголовний файл gl.h в кожен файл проекту. Майже усі OpenGL-програми використовують GLU, вищезгадану Бібліотеку утиліт OpenGL, яка вимагає включення заголовного файлу glu.h. Отже майже кожен початковий файл OpenGL-програми починається з наступних рядків:

#include <gi/gl.h>

#include <gl/glu.h>

Операційна система Microsoft Windows вимагає, щоб заголовний файл windows.h був включений до підключення заголовних файлів gl.h або glu.h, оскільки деякі макрокоманди, визначені в Microsoft Windows, версіях заголовних файлів gl.h і glu.h, визначаються в заголовному файлі windows.h.

Якщо ви звертаєтеся безпосередньо до бібліотеки віконного інтерфейсу, яка забезпечує підтримку OpenGL, наприклад, до бібліотеки GLX, AGL, PGL або WGL, то необхідно включити додаткові заголовні файли. Наприклад, якщо ви викликаєте бібліотеку GLX, то, можливо, потрібно буде додати до вашого програмного коду рядки, приведені нижче :

#include <X11/Xlib.h>

#include <GL/glx.h>

У операційній системі Microsoft Windows для підключення підпрограм WGL слід додати до вашого програмного коду наступний рядок:

#include <windows.h>

(і рядок

#include <GL/glaux.h>

якщо вам потрібні розширені можливості OpenGL).

Якщо ви використовуєте бібліотеку GLUT для управління завданнями віконного менеджера, то необхідно буде включити наступний рядок:

#include <GL/glut.h>

Більшість OpenGL-програм також використовують системні виклики для стандартної бібліотеки мови програмування С, тому зазвичай слід включати заголовні файли, не пов'язані з обробкою графіки, такі як:

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

2.2.3 GLUT, інструментарій утиліт бібліотеки OpenGL

Інструментарій бібліотек

Як ви вже знаєте, бібліотека OpenGL містить команди візуалізації, проте вона розроблялася так, щоб бути незалежною від будь-якої конкретної віконної або операційної системи. Отже, ця бібліотека не містить ніяких команд для відкриття вікон або зчитування подій від клавіатури або миші. На жаль, неможливо написати закінчену графічну програму, не відкриваючи, принаймні, одне вікно, а найцікавіші програми вимагають певного об'єму обробки даних, що вводяться користувачем, або інших послуг від віконної або операційної системи. У багатьох випадках закінчені програми дають найцікавіші приклади, тому справжня програма використовує бібліотеку GLUT для того, щоб спростити процедури відкриття вікон, виявлення введення даних користувачем і так далі. Якщо на вашій системі є реалізація бібліотеки OpenGL і інструментарію GLUT, то приклади повинні працювати без змін при роботі з вашими бібліотеками OpenGL і GLUT.

Крім того, оскільки склад команд малювання у бібліотеці OpenGL обмежений тільки командами, які генерують прості геометричні примітиви (точки, лінії і багатокутники), бібліотека GLUT включає декілька підпрограм, що створюють складніші тривимірні об'єкти, такі як сфера, тор і чайник. Таким чином, можна отримати для перегляду досить цікаві кадри виведення програми. (Зверніть увагу на те, що бібліотека утиліт OpenGL, GLU, також має у своєму складі підпрограми побудови двовимірних поверхонь, які створюють деякі тривимірні об'єкти, такі ж, як і ті, які створює інструментарій GLUT, у тому числі сферу, циліндр або конус.)

Інструментарій GLUT може бути не достатнім для повнофункціональних OpenGL-програм, але він може виявитися хорошою відправною точкою для вивчення OpenGL. Інша частина розділу коротко описує невелику підмножину підпрограм бібліотеки GLUT так, щоб ви змогли розібратися з прикладами програмування.

Управління вікнами

П'ять підпрограм інструментарію GLUT виконують завдання, необхідні для того, щоб ініціалізувати вікно.

Підпрограма glutlnit(int *argc, char **argv) ініціалізує бібліотеку GLUT і опрацьовує будь-які аргументи командного рядка (для оболонки X WindowSystem це могли б бути такі опції, як - display і - geometry). Підпрограма glutlnit() має бути викликана перед будь-якою іншою підпрограмою бібліотеки GLUT.

Підпрограма glutInitDisplayMode(unsigned int mode) визначає, яку колірну модель слід використовувати: режим RGBA або режим індексації кольору. Можна також визначити, чи хочете ви працювати з буфером кадру вікна з одинарною або з подвійною буферизацією. (Якщо ви працюєте в режимі індексації кольору, то ви, можливо, захочете завантажити деякі кольори в таблицю компонентів кольору; для того, щоб зробити це, скористайтеся командою glutSetColor().) Нарешті, можна використовувати цю підпрограму для того, щоб вказати, що ви хочете зв'язати з цим вікном буфери глибини, трафарету і буфер-накопичувач. Наприклад, якщо ви хочете використовувати вікно з подвійною буферизацією, колірною моделлю RGBA і буфером глибини, то для цього можна викликати дану підпрограму з наступними параметрами: g\utlnitmsv\&yMote{GLUT_DOUBLE\ GLUT^RGB \ GLUTJ) EPTH).

Підпрограма glutInitWindowPosition(int х, int у) визначає місце розташування лівого верхнього кута створюваного вікна на екрані монітора.

Підпрограма glutInitWindowSize(int width, int size) визначає розмір створюваного вікна в пікселях.

Підпрограма int glutCreateWindow(char *string) створює вікно з контекстомOpenGL. Ця підпрограма повертає унікальний ідентифікатор для нового вікна. Майте на увазі : до тих пір, поки викликається підпрограма glutMainLoopO, це вікно ще не відображається на екрані.

Функція зворотного виклику відображення

Підпрограма gIutDisplayFunc(void(void)) є першою і найбільш важливою функцією зворотного виклику по події, з якою належить зіткнутися. Всякий раз, коли бібліотека GLUT визначає, що вміст цього вікна має бути відновлений, виконується функція зворотного виклику, зареєстрована підпрограмою glutDisplayFunc(). Тому ви повинні помістити усі підпрограми, які потрібні для перемальовування сцени, в цю функцію зворотного виклику відображення.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6