この記事は、 Qt 5.1の記事OpenGL-パート1およびパート2の翻訳です。

パート1

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この記事はシリーズの最初の記事です。 彼女はQt 5で OpenGLを使用する方法を示します。 この記事では、QtでのOpenGLのサポートの歴史について少し説明します。 次に、 Qt 5.1で導入された新機能の最初の部分について説明します。 以降の記事では、より多くの機能と、Qtを使用してOpenGLを操作する方法の簡単な例をいくつか説明します。

（非常に）QtとOpenGLの簡単な歴史

Qtには、OpenGLを使用した描画サポートの長い歴史があります。 ほとんどのQt開発者は、 QGLWidgetと、おそらくOpenGLベースのエンジンについての考えを持っています。 これにより、生のOpenGLを操作したり、 QPainter APIが提供する機能を使用したりできます。 これに加えて、QtはさまざまなOpenGLオブジェクトの周りにいくつかの便利なラッパーを提供します： QGLShaderProgram 、 QGLFramebufferObject 、 QGLBufferなど。



Qt 5を設計する際、これらのQGL *クラスは「完了」とマークされ、最新のQOpenGL *クラスはQtGuiモジュールの一部になりました（ 翻訳者のメモ -以前はQtOpenGLでした）。 これらの変更の理由は、Qt Quick 2の新しい視覚化がOpenGLに基づいており、現在Qtのグラフィカル製品の主要な部分であるためです。 さらに、新しいQOpenGL *クラスは、古いQGL *クラスを直接置き換えるものとして使用できます。 QtGuiライブラリのQOpenGL *クラスを使用することをお勧めします。



Qt 5.0は（基本的に）Qt 4.8が提供したOpenGL機能の同じサブセットを提供します。 これは、特にQt Quick 2で必要な機能のために必要でした。 Qt 4.8の機能に加えて、Qt 5.0は、任意のプラットフォームでカスタムOpenGLウィンドウとコンテキストを簡単に作成するためのツールを提供します。 OpenGL Coreプロファイルをサポートできるコンテキストを作成するために、さまざまなプラットフォームの機能を気にする必要はありません。 QOpenGLContextを使用するだけで、白髪から身を守ることができます！



Qt 5.1での冒険は、OpenGLとQtをシンプルでエレガント、そしてうまくいけば楽しいものにするためのOpenGL機能のデモから始まります！ この目的のために、 KDABはQtとOpenGLの境界の拡大に多額の投資を行ってきました。

機能、どこでも機能！

率直に言って、一部のプラットフォームでOpenGLを使用するのは難しい場合があります

。 これらの困難の主な理由の1つは、エントリポイントのアドレスを、ビルド時ではなく実行時に動的に割り当てる必要があることです（リンカーがこれを実行できる場合）。 たとえば、Microsoft Windowsでは、バージョン1.1以降のOpenGLで導入された関数のアドレスを実行時に割り当てる必要があります。 つまり、最新のOpenGLで使用されるほぼすべての関数に対して実行する必要があります。



これらの問題を解決するために、QtにはQOpenGLContext :: GetProcAddress（）およびQOpenGLFunctionsという便利なユーティリティがいくつか用意されています。 前者はエントリポイントを手動で割り当てるために使用できますが、後者はそのメソッドがOpenGL 2およびOpenGL ES 2関数の共通サブセットを表示するクラスです。 これらのヘルパーは可能な限り優れています。 問題は、提供されているメソッド（OpenGL 2およびOpenGL ES 2のサブセット）でQOpenGLFunctionsが制限されていることです。 エントリポイントの手動割り当ては非常に面倒な作業であり、エラーが発生します。 または、これらの問題を解決するGlewやGLeeなどのサードパーティライブラリの関数を使用できます。 確かに、これらのソリューションは、必要な機能とQtでの便利な作業（たとえば、ヘッダーの順序を考慮する）を取得するための問題も引き起こします。



QOpenGLContext :: versionFunctions（）を使用してください！ これは控えめな小さな機能です。OpenGL関数のアドレス（エントリポイント）の「ユートピア」ガイド:)この関数は、必要なバージョンとOpenGLプロファイルで、オブジェクト（各関数のメソッド）へのポインターを取得するために使用できます。 簡単な例を見てみましょう。 レンダリングするQWindowのサブクラスがあるとしましょう。 OpenGL 4.3コアプロファイルを作成し、提供されるすべての機能を使用します。 とても簡単です：

Window::Window(QScreen * screen) : QWindow(screen) { //  Qt    OpenGL    setSurfaceType(OpenGLSurface); //     -  QSurfaceFormat format; format.setDepthBufferSize(24); format.setMajorVersion(4); format.setMinorVersion(3); format.setSamples(4); format.setProfile(QSurfaceFormat::CoreProfile); setFormat(format); create(); //  OpenGL  m_context = new QOpenGLContext; m_context->setFormat(format); m_context->create(); //       m_context->makeCurrent(this); //         // m_funcs  : QOpenGLFunctions_4_3_Core * m_funcs m_funcs = m_context->versionFunctions(); if (!m_funcs) { qWarning("Could not obtain OpenGL versions object"); exit(1); } m_funcs->initializeOpenGLFunctions(); }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これからは、 QOpenGLFunctions_4_3_Coreオブジェクトのメンバー関数を使用できます。 例：

  //  Vertex Attrib Divisor //    instanced rendering // (  OpenGL 3.3) m_funcs->glVertexAttribDivisor(pointLocation, 1); //    compute shader // (  OpenGL 4.3) m_funcs->glDispatchCompute(512 / 16, 512 / 16, 1);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ご覧のように、OpenGLのすべての機能をサポートしているプラ​​ットフォームで使用するのは簡単です。 さらに、 QOpenGLContext 、 QOpenGLFunctions_4_3_Core、および同様のクラスは、有効な関数ポインターを含むバックエンドを配布することにより、関数の使用を最小限に抑えます。 また、このアプローチは、プラットフォーム固有の関数アドレスを自動的に処理します（たとえば、複数のスレッドとコンテキストまたは複数のGPUを使用する場合）。 これらのクラスのコードは補助ユーティリティを使用して自動的に生成されるため、OpenGLの新しいバージョンがリリースされたときに更新するのは非常に簡単です。

OpenGL拡張

OpenGLには人気のある拡張エンジンがあり、ベンダーは新しい機能または実験的な機能とAPIを導入して、それらが有用でよく考えられているかどうかを確認できます。 残念ながら、拡張機能が新しい関数を導入する場合は、アドレスと他のOpenGL関数（上記のように）も指定する必要があります。



OpenGL拡張機能を使用するには、2つの段階を経る必要があります。 Qtは両方のステップで役立ちます：

ステージ1：

現在の実装が必要な拡張機能をサポートしていることを確認します。 拡張機能が新しいAPIを導入する場合、エントリポイントを指定します。 拡張機能がサポートされていることを確認するには、 QOpenGLContext :: hasExtension（）メソッドを使用する必要があります。 さらに、サポートされている拡張機能の完全なリストを取得するには、 OpenGLContext :: extensions（）を使用できます。

 //   QList extensions = m_context->extensions().toList(); std::sort(extensions); qDebug() << "Supported extensions (" << extensions.count() <<")"; foreach (const QByteArray &extension, extensions) { qDebug() << " " << extension; }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ステージ2：

2番目の段階では、古い友人であるQOpenGLContext :: GetProcAddress（）メソッドを使用する必要があります。 Qt 5.1では、 QtOpenGLExtensionsモジュールがこれを担当します。 このモジュールは静的ライブラリであり、 Khronosレジストリの OpenGL拡張（新しいAPIを導入）ごとにクラスが含まれています 。 OpenGL拡張機能を使用するには、次のようなコードを使用します。

  //    if (!m_context->hasExtension(QByteArrayLiteral("GL_ARB_instanced_arrays")) { qFatal("GL_ARB_instanced_arrays is not supported"); } //          QOpenGLExtension_ARB_instanced_arrays * m_instanceFuncs = new QOpenGLExtension_ARB_instanced_arrays(); m_instanceFuncs->initializeOpenGLFunctions(); //    m_instanceFuncs->glVertexAttribDivisorARB(pointLocation, 1);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

コアOpenGL機能と同様に、拡張機能のコードが生成されるため、将来の更新が容易です。

パート2

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頂点配列オブジェクト

Qtには、 頂点ごとの属性データや要素インデックスバッファーなど、さまざまなタイプのOpenGLバッファーオブジェクトの管理に役立つQOpenGLBuffer （以前はQGLBuffer ）があります 。 OpenGLには、 頂点バッファーオブジェクト（VBO）セットを支援するオブジェクト頂点配列（VAO）と呼ばれるタイプの特別なコンテナーもあります。



KDABは、 QOpenGLVertexArrayObjectクラスで複数のVAOをカプセル化するQt 5.1のコードを追加しました。 このクラスのインスタンスをバインドすると、後で設定する頂点仕様の状態を「記憶」するようOpenGLに指示します。 VAO自体を再接続するだけで、後で必要な状態仕様を非常に迅速に復元できます。 これにより、レンダリング関数でレンダリングしたい「オブジェクト」の頂点状態を非常にすばやく切り替えることができます。

 void Scene::initialize() { //      QOpenGLContext  // m_shaderProgram  QOpenGLShaderProgram //  VAO     m_vao1 = new QOpenGLVertexArrayObject( this ); m_vao1->create(); m_vao1->bind(); //   VBO  IBO ( QOpenGLBuffer   , //  ,    ..).   "" //    VAO m_positionBuffer.create(); m_positionBuffer.setUsagePattern(QOpenGLBuffer::StreamDraw); m_positionBuffer.bind(); m_positionBuffer.allocate(positionData, vertexCount * 3 * sizeof(float)); m_shaderProgram.enableAttributeArray("vertexPosition"); m_shaderProgram.setAttributeBuffer ("vertexPosition", GL_FLOAT, 0, 3); m_colorBuffer.create(); m_colorBuffer.setUsagePattern(QOpenGLBuffer::StaticDraw); m_colorBuffer.bind(); m_colorBuffer.allocate(colorData, vertexCount * 3 * sizeof(float)); m_shaderProgram.enableAttributeArray("vertexColor"); m_shaderProgram.setAttributeBuffer ("vertexColor", GL_FLOAT, 0, 3); //    ,  , // , ... ... //  VAO     m_vao2 = new QOpenGLVertexArrayObject(this); m_vao2->create(); m_vao2->bind(); //   VBO  IBO    ... // "  "    (.  ) m_skyBoxVAO = new QOpenGLVertexArrayObject(this); ... } void Scene::render() { //   m_funcs->glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //       m_phongShaderProgram->bind(); ... //           m_vao1->bind(); m_funcs->glDrawElements(...); //           m_vao2->bind(); m_funcs->glDrawElements(...); //    /   .. //     m_skyboxShaderProgram->bind(); ... m_skyboxVAO->bind(); m_funcs->glDrawElements(...); ... }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

VAOはOpenGL 3から導入されましたが、Core Profileを備えた3.1より古いOpenGLバージョンには必須です。 さらに、VAOは、それぞれGL_ARB_vertex_array_objectまたはGL_OES_vertex_array_object拡張としてOpenGL 2およびOpenGL ES 2で利用できます。 QOpenGLVertexArrayObjectクラスは、必要に応じて主な機能を使用する（可能な場合）か、拡張機能（ある場合）を参照します。



VAOを使用すると、視覚化コードが大幅に簡素化され、生産性が向上します。 OpenGLドライバーは、より多くのバッファー操作を実行する場合よりも検証チェックを少なくします。



パート3,4,5近日公開... PS：大きなリクエスト、すべての文体的および文法的な誤り、および翻訳の不正確さは、LAN経由で報告する必要があります。 それらが利用可能になったら、すべてを支配します。