OpenGL

Kohteesta Wikikirjasto
Loikkaa: valikkoon, hakuun
OpenGL
Grafiikkaohjelmoinnin perusteista reaaliaika-animaatioon

Johdanto[muokkaa]

Tämän kirjan tarkoitus on johdattaa OpenGL-ohjelmointirajapinnan käyttöön ja sen avulla myös grafiikkaohjelmointiin yleisesti. Esivaatimuksena on vain alkeellinen C-ohjelmointikielen ja lukiotason geometrian taito: esimerkiksi osoittimia tai matriiseja ei tarvitse ymmärtää.

Ohjelmoijan näkökulmasta OpenGL on rajapinta, jonka avulla voidaan käyttää tietokoneen grafiikkaprosessoria. Samalla se on myös väliohjelmisto, joka helpottaa grafiikkaohjelmoijan työtä. Konkreettisesti OpenGL 1.1 -rajapinta C-ohjelmointikielelle määrittelee 108 komentoa, joista osasta on vielä erikseen versiot erityyppisille lukuarvoille.

OpenGL:n toimintojen listaamisen sijaan kirja keskittyy näyttämään, kuinka asteittain yhä monimutkaisempaa grafiikkaa ohjelmoidaan – teoriapohjaa unohtamatta.

Miksi OpenGL?[muokkaa]

OpenGL sopii ensimmäiseksi opeteltavaksi grafiikkarajapinnaksi useasta syystä:

  • se on runsaasti käytetty standardi ohjelmissa, laitteissa ja opetuksessa
  • se ei ole sidottu yhteen käyttöjärjestelmään
  • sen käyttö ei vaadi monimutkaista käyttöjärjestelmän tai ohjelmointikielen saloihin perehtymistä

”Kilpailija” DirectX on osa Microsoftin Windows-käyttöjärjestelmiä, ja sen rajapinta muuttuu jatkuvasti versioiden mukaan. Siksi sitä ei ole juuri syytä käyttää opetustarkoituksessa. RenderMan on puolestaan tehty hitaaseen fotorealistisen elokuvagrafiikan tuottamiseen, eikä ohjelmoijalla siten ole samanlaista välitöntä otetta lopputulokseen.

OpenGL on melko matalan tason rajapinta – siinä piirretään kolmioita eikä asetella 3d-malleja. Sen sijaan voi käyttää valmista grafiikkamoottoria. Esimerkiksi OGREa on käytetty sekä kursseilla että oppikirjoissa. Se edustaa hyvää olioarkkitehtuuria, ja sen opiskelu vaatii hyvät tiedot C++-kielestä. Perehtyminen kestää aikansa: OGREn kehittäjät myöntävät sen olevan suuri ja monimutkainen järjestelmä. Lisäksi on kiistanalaista, opettaako OGREn kaltaisen korkean tason grafiikkakirjaston käyttö varsinaista grafiikkaohjelmointia vai enemmänkin grafiikkaan soveltuvaa olioarkkitehtuuria.

Osa 1: Vektorigrafiikkaohjelmoinnin perusteet OpenGL:n avulla[muokkaa]

Pikseleistä perspektiiviprojektioon ja pintakuviointiin.

Ennen tositoimia[muokkaa]

OpenGL:n perusteet[muokkaa]

Ikkunoita, koordinaatistoja ja muotoja.

Kolmanteen ulottuvuuteen[muokkaa]

Asetelmia, kameroita ja matriisipinoja.

Osa 2: Taitojen hiomista[muokkaa]

Käytännön taitoja[muokkaa]

OpenGL:ssä on valmiita ratkaisuja ongelmiin, joihin grafiikkaohjelmoija törmää usein. Lisäksi tutustutaan muutamaan OpenGL 1.1:n tukemaan optimointikeinoon.

Vaativia efektejä[muokkaa]

OpenGL standardista 1.1 eteenpäin; etenkin peleihin sopivia erikoisefektejä.

Animaatiotekniikoiden esittely[muokkaa]

Kolmiulotteiset animaatiotekniikat tarvitsisivat oman kirjansa. Tämän osion tarkoitus on sivistää esittelemällä yleisimpiä tekniikoita.

Liitteet[muokkaa]

Aiheesta muualla[muokkaa]

OpenGL muilla ohjelmointikielillä[muokkaa]

Alustoja OpenGL:lle[muokkaa]

  • GLUT (helpoin, tässä kirjassa käytetty)
  • freeglut (paranneltu GLUT etenkin Unix-klooneille)
  • SDL (peleihin, toimii kaikilla kuviteltavissa olevilla alustoilla ja ohjelmointikielillä, paljon käytetty ja varmatoimiseksi hioutunut)
  • GLFW (uusi ja lupaava)