Einsteigerkurs

Einsteigerkurs

Andy Reimann - Mai 2011

Intro

Trailer

Roadmap

• Geschichte von OpenGL• Buffer und Fenster• Fenster-Management mit Glut - OpenGL Utility Toolkit

o PROC: Fenster initialisieren

• Die Transformation-Pileline von OpenGLo PROC: Moving Triangle

• Beleuchtungsmodell und Materialeigenschafteno PROC: Materialized Teapot

• Einführung in DevIL - Texturen laden und anwendeno PROC: Textured Teapot

Hinweise zum Vortrag

• Da Zeit knapp, viele Detailinformationen nicht abgedeckto können in Tutorials (Linkliste am Ende) selbst erlernt

werden• Vortrag gibt einen Überblick• Wenn Fragen auftauchen, dann Fragen• Nach einer Einführung gibt es interaktives Arbeiten an

Beispielen

Geschichte von OpenGL - 1992

• SiliconGraphics (SGI) 1992 veröffentlichten erste OpenGL API Spec (kein Code)

• Hersteller müssen eigene Implementierung mitbringen

FlexibilitätErweiterbarkeit


• Windows NT (1994) -> erstmals OpenGL Support

• John Carmack (id Software) -> Erste Implementierung von Quake 1996

• Beginn des API-Wars zwischen OpenGL und Direct3D (bis Heute!)

Bis ca. 2000 waren noch fast alle Berechnungen im Softwaremode

ohne Grafikunterstützung implementiert!


• GPU Performance steigt exponentiell• viele Software-Features nun auf GPU

implementiert• Der neue Weg heißt BUFFERS


• GPU Performance steigt exponentiell• viele Software-Features nun auf GPU

implementiert• Der neue Weg heißt BUFFERS

Buffer:Ein Buffer ist ein Stück Speicher, wo temporäre Daten gespeichert werden. Wenn die Arbeit an einem Buffer beendet wird, wird dieser gelöscht und kann wieder verwendet werden.

Beliebige Daten können mit nur einem Call übertragen werden!


• Erwachen nach einer 4-Jährigen Stagnationsphase• OpenGL unterstützt Shader mit GLSL -> Version 2.0

veröffentlicht • Leider erst 4 Jahre nachdem Direct3D dies tut • verliert werter an Boden


• Khronos Group leitet OpenGLo Gruppe von Software und Hardware Herstellerno bringen OpenGL wieder an das Tageslicht


• OpenGL 3.0 veröffentlicht• volle Backward-Compatibility• jedoch viele angekündigten Veränderungen waren nicht

enthalten

Hat OpenGL den API-War verloren?NEIN!

• viele Direct3D 10 Features doch enthalten• diese aber auch unter Windows XP einsatzfähig


• OpenGL 3.1 veröffentlichto Spec enthält nun kein immediate mode mehr

• OpenGL 3.2 veröffentlichto API nun gleichauf mit Direct3D 10!


• OpenGL 4.0 veröffentlicht (gleichauf mit Direct3D 11)• OpenGL 3.3 gleichzeitig für ältere Hardware

veröffentlichto implementiert so viele Features wie möglich von

OpenGL 4.0

OpenGL 4.x Requirements• NVIDIA GTX 400• ATI Radeon HD 5000 series

Die neuen Browser Startseiten :)

OpenGL The Red Book OpenGL The Blue Book

Buffer und Fenster - Definition

Fenster:Ein offener Bereich, den eine Applikation mit darzustellenden Daten füllen kann.

Buffer und Fenster - Definition

Fenster:Ein offener Bereich, den eine Applikation mit darzustellenden Daten füllen kann.

Buffer:Ein Stück Speicher, der einem Fenster übergeben werden kann, um ihn sichtbar zu machen.

Buffer und Fenster

• sequenzielle Darstellung und Berechnung

• Frame-to-Frame Übergänge sichtbar

• Animationen wirken abgehackt

Buffer und Fenster

• SwapBuffer sehr effizient

• immer ein Buffer zum Anzeigen bereit (Multithreading)

Fenster-Management mit Glut - OpenGL Utility Toolkit

Was ist GLUT?• Contexterstellung (Application<->Fenster Interaktion)• Plattformübergreifend• Freeglut ist modernere Implementierung (kann OpenGL

4.0 Context erstellen [get it])

Example: 1. Fenster initialisieren

Die Transformation-Pileline von OpenGL

• Modelview Matrix: Transformation der Objekte im Raum• Projection Matrix: Kameramodell • View Matrix: Fensterkoordinaten• Color Matrix: Farbwert Transformation• Texture Matrix: Textur Koordinaten Transformation

Stackverhalten der Modelview Matrix:• glPushMatrix() und glPopMatrix()• geziehlte Hintereinanderausführung von Transformationen• geziehltes Rückgängig machen von Transformationen• Stacktiefe: Spec = mindestens 32 bei Modelview und

mindestens 8 bei Projection Matrix


glMatrixMode( GL_MODELVIEW );glTranslate(x,y,z);

glScale(x,y,z);glRotate(angle,x,y,z);

glMatrixMode( GL_PROJECTION );glFrustum(l,r,b,t,n,f);glOrtho(l,r,b,t,n,f);

glViewport(w,h);


Example: 2. Moving Triangle


Vertiefung und Erweiterung des Wissens:• Wiederholung, Wiederholung, Wiederholung• eigene Mathematik Klassen oder Bibliotheken

verwenden [get gml]

Beleuchtungsmodell und Materialeigenschaften

• Eingebaute Beleuchtung für bis zu 8 Spotlights, Omnidirectional Lights und Directional Lights

• 3D-Wahrnehmung ermöglicht

Phong Modell:• ambient: gleichmäßiges Licht an jedem Punkt• diffus: Omnidirektionales Licht, welches Punkte

abhängig von ihrer Position ausleuchtet• spekular: Glanzlicht auf glatten Oberflächen

Example: 3. Materialized Teapot

Beleuchtungsmodell und Materialeigenschaften

Vertiefung und Erweiterung des Wissens:• Normalenvektoren und Beleuchtung• Lichtfarben

Einführung in DevIL - Texturen laden und anwenden

• DevIL ist die am weitesten verbreitete Lib [get it]• unterstützt alle gängigen Bildformate• Anlehnung der API an OpenGL

Example: 4. Textured Teapot

Einführung in DevIL - Texturen laden und anwenden

Vertiefung und Erweiterung des Wissens:• Texturkoordinaten und

Texturkoordinatengenerierung• Bedeutung von Min- und Magfilter

Agenda Fortgeschrittenenkurs

• Buffer für Vertices, Indices, Pixels und Frames

• Shader• Beschleunigungsstrukturen

(Octree, Bounding Volume, ...)• ... wünscht euch was :)

OpenGL Einsteigerkurs

ENDE

Tutorial Liste

http://nehe.gamedev.net/ (deutsche Übersetzung: http://www.codeworx.org/opengl_tuts.php)

http://www.spieleprogrammierung.net/p/opengl-tutorial-liste.htmlhttp://wiki.delphigl.com/index.php/Tutorialhttp://www.swiftless.com/opengltuts.htmlhttp://www.opengl.org/code/http://www.xmission.com/~nate/tutors.htmlhttp://www.lighthouse3d.com/opengl/tutorials.shtmlhttp://www.paulsprojects.net/tutorials/tutorials.htmlhttp://www.mario-konrad.ch/index.php?page=20400http://www.codecolony.de/OpenGL/

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