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OpenGLを知ろう

Opengl



OpenGLを使い始めるには、OpenGLが仕様であると言うことから始める必要があります。 つまり OpenGLは、必要な機能のセットのみを定義します。 実装は特定のプラットフォームに依存します。

OpenGLは、グラフィックスを操作するためのプログラミング言語APIに依存しないクロスプラットフォームです。 OpenGLは低レベルAPIであるため、それを使用するには、グラフ全体をある程度理解し、線形代数の基本を知っていると便利です。



命名



OpenGLでの関数の命名についていくつかの言葉を言ってみましょう。 まず、OpenGLによって直接提供されるすべての関数の名前は、接頭辞glで始まります。 第二に、一連の数字（たとえば、座標や色）で特徴付けられる特定のパラメーターを定義する関数には、[パラメーターの数+パラメーターの種類+パラメーターの表現]という形式のサフィックスが付いています。



例： glVertex3ivは、配列へのポインターとして渡される3つの整数で構成される頂点座標を設定します。



グラフィックス



OpenGLのすべてのグラフィカルオブジェクトは、ポイント、ライン、およびポリゴンのコレクションです。 すべてのオブジェクトが構築される10の異なるプリミティブがあります。 二次元と三次元の両方。 すべてのプリミティブは、ポイント-頂点によって定義されます。



glBegin（primitive_type）... glEnd（）コンストラクトは、プリミティブを設定するために使用されます。 頂点はglVertex *で指定されます 。 頂点は反時計回りに設定されます。 座標は、ウィンドウの左上隅から設定されます。 頂点の色はglColor *によって設定されます 。 色は、RGBまたはRGBAとして指定されます。 glColor *コマンドは、別のglColor *コマンドが満たされるまで、または他のglColor *コマンドがない場合はすべての頂点に作用します。

以下は、多色の頂点を持つ正方形を描くコードです。

  1. glBegin （ GL_QUADS ） ;
  2. glColor3f （ 1.0、1.0、1.0 ） ;
  3. glVertex2i （ 250、450 ） ;
  4. glColor3f （ 0.0、0.0、1.0 ） ;
  5. glVertex2i （ 250、150 ） ;
  6. glColor3f （ 0.0、1.0、0.0 ） ;
  7. glVertex2i （ 550、150 ） ;
  8. glColor3f （ 1.0、0.0、0.0 ） ;
  9. glVertex2i （ 550、450 ） ;
  10. glEnd （ ） ;




OpenGLプログラムの基本



Windowsでのプラットフォームに依存しない操作の場合、 GLUTライブラリを使用できます。 GLUTを使用すると、OpenGLを簡単に操作できます。

プログラムの開始時にGLUTを初期化するには、 glutInit（＆argc、argv）を呼び出します。 表示モードを設定するには、 glutInitDisplayMode（モード）が呼び出されます。モードは次の値を取ることができます。



複数のモードを同時に選択するには、ビット単位のOR「|」を使用します。 たとえば、glutInitDisplayMode（GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH）には、ダブルバッファリング、Zバッファ、および4コンポーネントカラーが含まれます。 ウィンドウのサイズはglutInitWindowSize（width、height）によって設定されます。 その位置はglutInitWindowPosition（x、y）です。 ウィンドウはglutCreateWindow関数（window_head）で作成されます。

GLUTはイベント駆動型のメカニズムを実装しています。 つまり 初期化後に開始されるメインループがあり、宣言されたすべてのイベントは既にその中で処理されています。 たとえば、キーボードのキーを押す、マウスカーソルを移動するなど。 イベントハンドラー関数は、次のコマンドを使用して登録できます。



その後、メインglutMainLoop（）ループを実行できます。



最初のプログラム



これで、OpenGLの操作の基本がわかりました。 知識を統合するための簡単なプログラムを作成できます。

まず、GLUTヘッダーファイルを含める必要があります。

  1. #if defined（linux）|| 定義済み（_WIN32）
  2. #include <GL / glut.h> / * LinuxおよびWindowsの場合* /
  3. #else
  4. #include <GLUT / GLUT.h> / * Mac OSの場合* /
  5. #endif


これで、mainに何を書くかをすでに知っています。 2つのハンドラーを登録します：ウィンドウのコンテンツの描画とサイズ変更の処理。 これらの2つのハンドラーは、基本的にOpenGLとGLUTを使用するプログラムで使用されます。

  1. int main （ int argc 、 char * argv [ ] ）
  2. {
  3. glutInit （ ＆ argc 、 argv ） ;
  4. glutInitDisplayMode （ GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA ） ; / *ダブルバッファリングと4成分カラーをオンにします* /
  6. glutInitWindowSize （ 800、600 ） ;
  7. glutCreateWindow （ "OpenGLレッスン1" ） ;
  9. glutReshapeFunc （形状変更） ;
  10. glutDisplayFunc （表示） ;
  12. glutMainLoop （ ） ;
  14. 0を 返し ます 。
  15. }


次に、ウィンドウのサイズを変更するためのハンドラー関数を作成する必要があります。 glViewportコマンド（x、y、幅、高さ）を使用して、画像の出力領域をウィンドウ全体のサイズに設定します。 次に、射影行列glMatrixMode（GL_PROJECTION）を読み込み、それを単位glLoadIdentity（）に置き換えて、正射影を設定します。 最後に、モデルビューマトリックスglMatrixMode（GL_MODELVIEW）をロードし、単一のマトリックスに置き換えます。

その結果、以下が得られます。

  1. void reshape （ int w 、 int h ）
  2. {
  3. glViewport （ 0、0 、 w 、 h ） ;
  5. glMatrixMode （ GL_PROJECTION ） ;
  6. glLoadIdentity （ ） ;
  7. gluOrtho2D （ 0 、 w 、 0 、 h ） ;
  9. glMatrixMode （ GL_MODELVIEW ） ;
  10. glLoadIdentity （ ） ;
  11. }


ウィンドウの内容を描画する関数を記述するだけです。 例として上で引用した正方形を描画します。 かなりのコードを追加する必要があります。 まず、描画する前に、 glClear（モード）を使用してさまざまなバッファーをクリアする必要があります 。 glutInitDisplayModeと同様に使用されます。 可能な値：



この場合、カラーバッファのみをクリアする必要があります。なぜなら、 他のものは使用しません。 第二に、描画後、ダブルバッファリングが有効になっているため、 glutSwapBuffers（）を使用してスクリーンバッファを変更するようにOpenGLに依頼する必要があります。 すべてはユーザーから隠されたバッファーに描画され、その後バッファーが変更されます。 これは、滑らかなアニメーションを取得し、画面のちらつきの影響を避けるために行われます。

取得するもの：

  1. 無効表示（ ）
  2. {
  3. glClear （ GL_COLOR_BUFFER_BIT ） ;
  5. glBegin （ GL_QUADS ） ;
  6. glColor3f （ 1.0、1.0、1.0 ） ;
  7. glVertex2i （ 250、450 ） ;
  8. glColor3f （ 0.0、0.0、1.0 ） ;
  9. glVertex2i （ 250、150 ） ;
  10. glColor3f （ 0.0、1.0、0.0 ） ;
  11. glVertex2i （ 550、150 ） ;
  12. glColor3f （ 1.0、0.0、0.0 ） ;
  13. glVertex2i （ 550、450 ） ;
  14. glEnd （ ） ;
  16. glutSwapBuffers （ ） ;
  17. }




まとめ



それだけです！ コンパイルできます。 次のようなものが得られるはずです。

スクリーン

コード全体 （記事をマスターしていない人向け）。

原則として、少なくともこれまでにグラフィックに遭遇したことがある場合は、これで複雑なことは何もありません。



OpenGLは、グラフィックを使用してクロスプラットフォームアプリケーションを作成するための便利なツールです。 OpenGLは、最適なプログラミング言語で簡単に使用できます。 C、C ++、C＃、Java、Python、Perl、VBなど、多くの一般的な言語のOpenGLへのバインディングがあります。 OpenGLの公式Webサイトでそれらに関する情報を表示できます。


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