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Praktikum BKSPP:

Blatt 2

Dr. David Sabel

SoSe 2010

OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

OpenGL & GLUT in Haskell

OpenGL = Open Graphics Library

GLUT = OpenGL Utility Toolkit

Auf hackage.haskell.org gibt esHaskell-Anbindungen an beide Bibliotheken

Haskell Platform enthalt sie bereits

Installation: Meistens notwendig: GLUT installieren (Linksdazu auf Aufgabenblatt)

Ausfuhrung im GHCi: Gibt oft segmentation fault, besserkompilierenghc --make -o output.exe Input.hs

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

OpenGL & GLUT in Haskell

Sehr gute Einfuhrung in OpenGL-Programmierung in Haskell:

Tutorial von Sven Eric Panitz

http://www.cs.hs-rm.de/∼panitz/hopengl

Weiteres:

http://www.haskell.org/haskellwiki/Opengl

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

Grundgerust fur ein OpenGL-Programm in Haskell

import Graphics.UI.GLUTimport Graphics.Rendering.OpenGL

main = do(prgName,_) <- getArgsAndInitializecreateWindow prgNamewindowSize $= Size 800 800displayCallback $= mainDisplaymainLoop

mainDisplay = ...

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

Objekte zeichnen

type Coord = (GLfloat,GLfloat,GLfloat)

type ColoredCoord = (GLfloat,GLfloat,GLfloat,Color4 GLfloat)

beispielPunkte :: [Coord]

beispielPunkte = [(-0.25, 0.25, 0.0), (0.75, 0.35, 0.0),

(0.75, -0.15, 0.0), (-0.75, -0.25, 0.0)]

green = Color4 0 1 0 1

displayPoints points =

renderPrimitive Points $ mapM_ (\(x, y, z)-> vertex $ Vertex3 x y z) points

displayLines points =

renderPrimitive Lines $ mapM_ (\(x, y, z)-> vertex $ Vertex3 x y z) points

mainDisplay = do

clearColor $= Color4 1 1 1 1 -- Hintergrundfarbe festlegen

clear [ColorBuffer] -- Fensterinhalt l"oschen

currentColor $= Color4 0 0 0 1 -- Farbe auf Schwarz setzen

displayPoints beispielPunkte -- -- Punkte anzeigen

currentColor $= green

displayLines beispielPunkte-- Linien zeichnen

flush -- Alle Buffer flushen

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

Grundgerust

Ist im CVS als Basis.hs eingecheckt.

Fur 3D ware es besser, wenn man interaktiv die Sichtverandern kann

In Basis3D.hs ist ein Grundgerust dafur

Zunachst aber egal, da erstmal nur 2D-Grafiken gezeichnetwerden

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

Grundgerust

Ist im CVS als Basis.hs eingecheckt.

Fur 3D ware es besser, wenn man interaktiv die Sichtverandern kann

In Basis3D.hs ist ein Grundgerust dafur

Zunachst aber egal, da erstmal nur 2D-Grafiken gezeichnetwerden

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

Grundgerust

Ist im CVS als Basis.hs eingecheckt.

Fur 3D ware es besser, wenn man interaktiv die Sichtverandern kann

In Basis3D.hs ist ein Grundgerust dafur

Zunachst aber egal, da erstmal nur 2D-Grafiken gezeichnetwerden

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

Einstiegsaufgabe: Funktionsgraphen zeichnen

Aufgabe

plot :: GLfloat -> (GLfloat -> GLfloat) -> GLfloat -> GLfloat -> [Coord]

plot delta f start stop = ...

Berechne Funktionswerte (bzw. Koordinaten) furf start, f (start+delta), f (start+2*delta), . . . , f stop

Implementiere zur besseren Darstellung:bestScale :: [Coord] -> [Coord]

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

2D Turtle-Grafiken

Zustand einer Schildkrote (in Record-Syntax):

data Turtle = Turtle{ xpos :: GLfloat,ypos :: GLfloat,angle :: GLfloat,painting :: Booltcolor :: Color4 GLfloat

}

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

2D Turtle-Grafiken

Befehle fur die Schildkrote

data TurtleAction =Move GLfloat

| Turn GLfloat| FlipPaint| SetColor (Color4 GLfloat)

Schildkrotenprogramme sind Listen vom Typ [TurtleAction].

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

Befehle abarbeiten

Aufgabe

Implementieren Sie:applyAction :: TurtleAction -> Turtle -> Turtle

Nur Move ist nicht ganz leicht:

winkelImGradmaß = (winkelImBogenmaß/π) · 180

sin(α) = a/hcos(α) = b/h

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Turtle-Programme ausfuhren

type TurtleProgram = [TurtleAction]

Aufgabe

Implementieren Sie in Haskell ein Programm, dass eine initialeSchildkrote und ein Schildkrotenprogramm erwartet, und die vonder Schildkrote bei Ausfuhrung des Schildkrotenprogrammserzeugte Grafik mittels OpenGL darstellt.

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Turtleprogramme schreiben

‘Haus vom Nikolaus“

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Turtleprogramme schreiben

nEck

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Turtleprogramme schreiben

nnEck

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Turtleprogramme schreiben

Pythagoras-Baum

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3D-Turtle

Unser Haskell-Datentyp wird dementsprechend erweitert in:

data Turtle = Turtle{ xpos :: GLfloat,ypos :: GLfloat,angle :: GLfloat,painting :: Bool,tcolor :: Color4 GLfloat,

-- neu:zpos :: GLfloat,angleXZ :: GLfloat

}

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

3D-Turtle: Move-Operation

Projektionen auf die einzelnen Achsen:

x = r · cos α · sin βy = r · sin α · sin βz = r · cos β

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OpenGL & GLUT 2D-Turtle 3D-Turtle

3D-Turtle: Befehle

data TurtleAction =Move GLfloat

| Turn GLfloat| FlipPaint| SetColor (Color4 GLfloat)| TurnXZ GLfloat

Aufgabe

Anzeige von 3-Turtle-Grafiken implementieren. (applyActionmodifizieren) etc.

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3D-Turtleprogramme schreiben

wuerfel :: GLfloat -> [TurtleProgram]

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3D-Turtleprogramme schreiben

Stufenpyramide aus Wurfeln

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3D-Turtleprogramme schreiben

Frankfurter Messeturm

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