DIM102 1  

OpenGL

35T56 – Sala 3E3Bruno Motta de CarvalhoDIMAp – Sala 15 – Ramal 227

DIM1022

Introdução

Definição História Portabilidade

DIM1023

Vantagens

Rápida Simples Robusta Padrão aberto Multiplataforma Mecanismo de incorporação de 

extensões ao padrão

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Bibliotecas OpenGL

Sistema de janelas pode ser trocado

Existem implementações para variantes de Unix (IRIX, Solaris, Linux, etc.), OS/2, Windows, BSD, MAC OS

DIM1025

Bibliotecas OpenGL

DIM1026

Pipeline da OpenGL

DIM1027

Máquina de Estados da OpenGL Máquina de estados Setando estados

Cor Normal Coordinadas de texturas Modo de desenho Modo de matriz

DIM1028

Opções em OpenGL

As funções glEnable() e glDisable() funcionalidades da OpenGLGL_DEPTH_TESTGL_CULL_FACEGL_DITHERGL_BLENDetc.

DIM1029

Tipos de dados

Nomes das funções denotam argumentos

GLbyte, GLshort glVertex{2,3,4}{sifd}[v]()

glVertex3i(Glint x, Glint y, Glint z);glVertex3fv(Glgloat *v); 

GLbyte, Glshort, Glint, Glfloat, GLdouble

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Primitivas Geométricas Desenha­se primitivas 

usando­se glBegin() e glEnd()

Tipos de primitivas:    GL_POINTS,     GL_LINES,     GL_LINE_STRIP,     GL_LINE_LOOP,     GL_POLYGON,     GL_QUADS, etc.

DIM10211

Vértices

Usa­se glVertex3f(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)  Alternativa: glVertex3fv(const Glfloat *v) Variantes: glVertex2, glVertex3 e 

glVertex4, e shorts, ints, floats, doubles Arrays (OpenGL 1.1)

DIM10212

Normais

Usa­se glNormal3f(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z) Alternativa: glNormal3fv(const Glfloat *v) Variantes: glVertex2, glVertex3 e glVertex4, 

e bytes, shorts, ints, floats, doubles

DIM10213

Cores

Usa­se glColor3f(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z) Alternativa: glColor3fv(const Glfloat *v) Variantes: glColor3 e glColor4, e bytes, 

unsigned bytes, shorts, ints, floats, doubles

DIM10214

Transformações

Coord.objetos

Matriz dosModelos

Matriz daProjeção

Matriz doViewport

Coord.camera

Coord.Normalizadas

Coord.display

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Transformações

TranslaçãoglTranslationf(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)

RotaçãoglRotationf(Glfloat angulo, GLfloat x, GLfloat 

y, GLfloat z)Ângulo é dado em graus e (x,y,z) é o eixo da 

rotação Escala

glScalef(GLGLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)

DIM10216

Projeção Ortogonal Comando glOrtho utiliza seis parâmetros que 

definem um volume de visão.    glOrtho(left,right,bottom,top,near,far);

DIM10217

Projeção Perspectiva Comando glFrustum, define o volume de visão 

em forma de tronco de pirâmide (frustum).    glFrustrum(left,right,bottom,top,near,far);

DIM10218

Exemplo

glBegin(GL_POLYGON); glTranslatef(4.5,7.0,0); glRotatef(40,0,1,0); glScalef(1,1,1); glColor3f(1,0,0); glNormal3f(0,0,1); glVertex3f(-0.5, 0.5,0.5); glVertex3f( 0.5, 0.5,0.5); glVertex3f( 0.5,-0.5,0.5); glVertex3f(-0.5,-0.5,0.5);glEnd();

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Visibilidade

OpenGL só suporta Z­buffering glEnable(GL_DEPTH_TEST) glClear(GL_DEPTH_BUFFER)

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Iluminação Em OpenGL a luz é dividida em quatro 

componentes independentes:  Ambiente: resultado da luz refletida no ambiente; 

é uma luz que vem de todas as direções  Difusa: luz que vem de uma direção, atinge a 

superfície e é refletida em todas as direções Especular: luz que vem de uma direção e tende a 

ser refletida numa única direção Emissiva: simula a luz que se origina em um 

objeto

DIM10221

Luzes e Colorização glLightfv(GLenum light, GLenum pname,GLfloat 

*param) glEnable(GL_LIGHTING) glEnable(GL_LIGHT0) glShadeModel(GLenum mode), onde mode pode 

serGL_FLAT    ­ FLAT shadingGL_SMOOTH  ­ GOURAUD shading

DIM10222

Mapeamento de Texturas Crie um objeto de textura

Especifique um bitmap da textura Escolha como aplicar a textura Ligue o mapeamento de texturas Desenha a cena, enviando as 

coordenadas geométricas e as coordenadas de textura

DIM10223

Extensões

Mecanismo utilizado para se incluir novas funcionalidades a OpenGL

São propostas por fabricantes e podem ser adotadas pela ARB posteriormente

Prefixos denotam os proponentes, HP, SUN, NV, SGI, WIN, INTEL, etc.

Função glGetString é usada para se determinar quais extensões estão disponíveis

DIM10224

Interação com o Usuário

Interação com o usuário é feita através de outras ferramentas, como GLUT, Qt, GTK, etc.

OpenGL foi desenvolvida para ser independente de plataformas

Diferentes SOs tratam eventos de formas diferentes

DIM10225

/#include <GL/glut.h>    // Header File For The GLUT Library 

#include <GL/gl.h> // Header File For The OpenGL32 Library

#include <GL/glu.h> // Header File For The GLu32 Library

#include <unistd.h>     // needed to sleep

#define ESCAPE 27

int window; /* The number of our GLUT window */

float rtri = 0.0f, rquad = 0.0f; /* rotation angles for the triangle and quadrilateral. */

void InitGL(int Width, int Height)         // We call this right after our OpenGL window is created.

{

  glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // This Will Clear The Background Color To Black

  glClearDepth(1.0); // Enables Clearing Of The Depth Buffer

  glDepthFunc(GL_LESS);         // The Type Of Depth Test To Do

  glEnable(GL_DEPTH_TEST);         // Enables Depth Testing

  glShadeModel(GL_SMOOTH); // Enables Smooth Color Shading

  glMatrixMode(GL_PROJECTION);

  glLoadIdentity(); // Reset The Projection Matrix

  gluPerspective(45.0f,(GLfloat)Width/(GLfloat)Height,0.1f,100.0f); // Calculate The Aspect Ratio Of The Window

   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

}

void ReSizeGLScene(int Width, int Height)

{

  if (Height==0) Height=1;  // Prevent A Divide By Zero If The Window Is Too Small

  glViewport(0, 0, Width, Height); // Reset The Current Viewport And Perspective Transformation

  glMatrixMode(GL_PROJECTION);

  glLoadIdentity();

  gluPerspective(45.0f,(GLfloat)Width/(GLfloat)Height,0.1f,100.0f);

  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

}

Exemplo

DIM10226

void DrawGLScene()

{

  glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_COLOR_BUFFER_BIT); // Clear The Screen And The Depth Buffer

  glLoadIdentity(); // Reset The View

  glTranslatef(­1.5f,0.0f,­6.0f); // Move Left 1.5 Units And Into The Screen 6.0

  glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f); // Rotate The Pyramid On The Y axis 

  // draw a pyramid (in smooth coloring mode)

  glBegin(GL_POLYGON); // start drawing a pyramid

  // front face of pyramid

  glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // Set The Color To Red

  glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);         // Top of triangle (front)

  glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // Set The Color To Green

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f, 1.0f); // left of triangle (front)

  glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // Set The Color To Blue

  glVertex3f(1.0f,­1.0f, 1.0f);         // right of traingle (front)

  // right face of pyramid

  glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // Red

  glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // Top Of Triangle (Right)

  glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // Blue

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f, 1.0f); // Left Of Triangle (Right)

  glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // Green

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f, ­1.0f); // Right Of Triangle (Right)

  

  // back face of pyramid

  glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // Red

  glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // Top Of Triangle (Back)

  glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // Green

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f, ­1.0f); // Left Of Triangle (Back)

  glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // Blue

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f, ­1.0f); // Right Of Triangle (Back)

  // left face of pyramid.

  glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // Red

  glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // Top Of Triangle (Left)

  glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // Blue

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f,­1.0f); // Left Of Triangle (Left)

  glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // Green

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f, 1.0f); // Right Of Triangle (Left)

  glEnd(); // Done Drawing The Pyramid

Exemplo

DIM10227

  glLoadIdentity(); // make sure we're no longer rotated.

  glTranslatef(1.5f,0.0f,­7.0f); // Move Right 3 Units, and back into the screen 7

  glRotatef(rquad,1.0f,1.0f,1.0f); // Rotate The Cube On X, Y, and Z

  // draw a cube (6 quadrilaterals)

  glBegin(GL_QUADS); // start drawing the cube.

  // top of cube

  glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f); // Set The Color To Blue

  glVertex3f( 1.0f, 1.0f,­1.0f); // Top Right Of The Quad (Top)

  glVertex3f(­1.0f, 1.0f,­1.0f); // Top Left Of The Quad (Top)

  glVertex3f(­1.0f, 1.0f, 1.0f); // Bottom Left Of The Quad (Top)

  glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // Bottom Right Of The Quad (Top)

  // bottom of cube

  glColor3f(1.0f,0.5f,0.0f); // Set The Color To Orange

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f, 1.0f); // Top Right Of The Quad (Bottom)

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f, 1.0f); // Top Left Of The Quad (Bottom)

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f,­1.0f); // Bottom Left Of The Quad (Bottom)

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f,­1.0f); // Bottom Right Of The Quad (Bottom)

  // front of cube

  glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f); // Set The Color To Red

  glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // Top Right Of The Quad (Front)

  glVertex3f(­1.0f, 1.0f, 1.0f); // Top Left Of The Quad (Front)

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f, 1.0f); // Bottom Left Of The Quad (Front)

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f, 1.0f); // Bottom Right Of The Quad (Front)

 

 // back of cube.

  glColor3f(1.0f,1.0f,0.0f); // Set The Color To Yellow

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f,­1.0f); // Top Right Of The Quad (Back)

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f,­1.0f); // Top Left Of The Quad (Back)

  glVertex3f(­1.0f, 1.0f,­1.0f); // Bottom Left Of The Quad (Back)

  glVertex3f( 1.0f, 1.0f,­1.0f); // Bottom Right Of The Quad (Back)

// left of cube

  glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f); // Blue

  glVertex3f(­1.0f, 1.0f, 1.0f); // Top Right Of The Quad (Left)

  glVertex3f(­1.0f, 1.0f,­1.0f); // Top Left Of The Quad (Left)

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f,­1.0f); // Bottom Left Of The Quad (Left)

  glVertex3f(­1.0f,­1.0f, 1.0f); // Bottom Right Of The Quad (Left)

  // Right of cube

  glColor3f(1.0f,0.0f,1.0f); // Set The Color To Violet

  glVertex3f( 1.0f, 1.0f,­1.0f);         // Top Right Of The Quad (Right)

  glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); // Top Left Of The Quad (Right)

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f, 1.0f); // Bottom Left Of The Quad (Right)

  glVertex3f( 1.0f,­1.0f,­1.0f); // Bottom Right Of The Quad (Right)

  glEnd(); // Done Drawing The Cube

  rtri+=15.0f; // Increase The Rotation Variable For The Pyramid

  rquad­=15.0f; // Decrease The Rotation Variable For The Cube

  // swap the buffers to display, since double buffering is used.

  glutSwapBuffers();

}

Exemplo

DIM10228

/* The function called whenever a key is pressed. */

void keyPressed(unsigned char key, int x, int y) 

{

    /* avoid thrashing this call */

    usleep(100);

    /* If escape is pressed, kill everything. */

    if (key == ESCAPE) 

    { 

      /* shut down our window */

      glutDestroyWindow(window); 

      /* exit the program...normal termination. */

      exit(0);                   

    }

}

int main(int argc, char **argv) 

{  

  /* Initialize GLUT state ­ glut will take any command line arguments that pertain to it or 

     X Windows ­ look at its documentation at http://reality.sgi.com/mjk/spec3/spec3.html */  

  glutInit(&argc, argv);  

  /* Select type of Display mode:   

     Double buffer 

     RGBA color

     Alpha components supported 

     Depth buffered for automatic clipping */  

  glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_ALPHA | 

GLUT_DEPTH);  

  /* get a 640 x 480 window */

  glutInitWindowSize(640, 480);

  /* the window starts at the upper left corner of the screen */

  glutInitWindowPosition(0, 0);  

  /* Open a window */  

  window = glutCreateWindow("Jeff Molofee's GL Code Tutorial ... NeHe '99");  

  /* Register the function to do all our OpenGL drawing. */

  glutDisplayFunc(&DrawGLScene);  

  /* Go fullscreen.  This is as soon as possible. */

  glutFullScreen();

  /* Even if there are no events, redraw our gl scene. */

  glutIdleFunc(&DrawGLScene);

  /* Register the function called when our window is resized. */

  glutReshapeFunc(&ReSizeGLScene);

  /* Register the function called when the keyboard is pressed. */

  glutKeyboardFunc(&keyPressed);

  /* Initialize our window. */

  InitGL(640, 480);

  /* Start Event Processing Engine */  

  glutMainLoop();  

  return 1;

}

Exemplo

DIM10229

Exemplo