CGSG/Workshop

Einführung in Echtzeit-3D-Computergraphik mit OpenGL von كرا

OpenGL (Open Graphics Library) ist eine Spezifikation für ein plattform- und programmiersprachenunabhängiges API (Application Programming Interface) zur Entwicklung von 3D-Computergrafik. Der OpenGL-Standard beschreibt etwa 250 Befehle, die die Darstellung komplexer 3D-Szenen in Echtzeit erlauben. --Wikipedia

Aktuelles

Übungsaufgabe: Beleuchtung in das 3D-Beispiel vom ersten Workshop (3ddrawing.cpp) einbauen. Wichtig: Normalvektoren angeben und auf korrekte Reihenfolge der Vertices [CCW cs. CW] achten!

Bei Interesse wird auch ein dritter Teil des Workshops stattfinden, der Termin wird auf der Mailingliste bekanntgegeben.

Voraussetzungen

Computergrafik

Es sind keine Computergraphik-Vorkenntnisse erforderlich.

Programmierung

Ihr solltet zumindest rudimentäre Programmierkenntnisse haben.

Mein Beispielcode ist in C, der Workshop macht aber durchaus nicht nur für C/C++-Hacker Sinn. Ihr könnt durchaus auch in Java oder Python oder Processing oder ... arbeiten, die Konzepte sind die gleichen. Für den Workshop ist es aber in jedem Fall von Vorteil, wenn ihr in der Lage seid, auf eurer Plattform ein C-Programm zu kompilieren und auszuführen, damit ihr die gezeigten Beispiele gleich live selber ausprobieren könnt.

Bitte dafür vor dem Workshop libSDL auf euren Rechnern installieren. (Binaries sind verfügbar für Linux, Mac OS X und Windows, SourceCode ebenfalls.)

Beispielcode ist in C und Python verfügbar. (Bitte entsprechend einen funktionierenden C-Compiler wie gcc oder eine entsprechende Python Installation einrichten.)

Empfohlene Auffrischung der mathematischen Kenntnisse

Um der, nicht allzu komplexen, Mathematik im Workshop leichter folgen zu können, empfiehlt es sich die folgenden Themen der Mathematik wieder einmal grob zu überfliegen. Grundrechnungsarten, Modulo Division (Division mit Rest), Skalar, Vektor, Matrix (nicht diese Matrix), Lineare Algebra (Don't Panic!)

Inhalt

Teil 1: Basics

Der erste Teil behandelt folgende Inhalte (alles anhand von Beispiel-Programmen erklärt):

• Basics: SDL + OpenGL
• Die Rendering-Pipeline
• Parallelprojektion und perspektivische Projektion
• Koordinatensysteme und 3D Transformationen
• Verarbeitung von Tastatureingaben
• einfaches Zeichnen in 3D

Teil 2

• WH Grundlagen - Beispiel Sonnensystem durchbesprechen
• Needful things:
  • Vollbildmodus
  • bessere Tastatursteuerung
  • Animation
• Beleuchtung:
  • allgemeines
  • Materialeigenschaften in OpenGL
  • Lichtquellen in OpenGL (Arten, Farbangaben)

Teil 3

• ???

Unterlagen

Teil 1

• Slides 1. Teil (13.2.2010) – PDF, 1324kB

Die aktuelle Version der Sample Codes kannst Du auch per Subversion auschecken.

svn co https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/

(Das SSL Zertifikat ist self-signed und kann von svn daher nicht überprüft werden. Du solltest folgenden SHA1 Fingerprint präsentiert bekommen 44 9E 08 E4 56 5F 19 90 7C 77 10 A8 C9 8D D7 51 FA BA 63 3C)

Beispiel-Code

1. Makefile Achtung, muss für euer System angepasst werden:
   1. Mac OS X mit SDL als framwork: CFLAGS = SDLMain.m und LIBS = -framework SDL -framework Cocoa -framework OpenGL
   2. Unix (inkl. Mac OS X mit SDL als .dylib): CFLAGS = `sdl-config --cflags` und LIBS = `sdl-config --libs` -lGL -lGLU
2. basicsdl.cpp SDL "Rahmen-Applikation"
3. triangle.cpp weißes Dreieck auf schwarzem Hintergrund
4. Perspektive:
   1. proj_ortho.cpp orthographische Projektion
   2. proj_persp.cpp perspektivische Projektion
5. 3 Varianten, ein Dreieck zu verschieben:
   1. transtri1.cpp Vertices modifizieren
   2. transtri2.cpp glTranslatef()
   3. transtri3.cpp Kamera-Position verändern
6. tricolor.cpp Dreieck in Farbe
7. 3ddrawing.cpp 3D-Aufgabe "Haus"

Teil 2

• Slides 2. Teil (13.2.2010) – PDF, 624 kB

Beispiel-Code

1. Toolbox

1. tricolor_fullscreen.cpp Vollbild-Modus
2. Animation
   • animation_sleep.cpp die triviale Methode
   • animation_timer.cpp oder mit Timer
3. 3ddrawing_keyrepeat.cpp besserer Keyboard-Input

2. WH Sonnensystem (Schritt für Schritt aufgebaut)

1. solarsystem1.cpp Kugel zeichnen mit glu - Sonne
2. solarsystem2.cpp Sonne dreht sich um sich selbst
3. solarsystem3.cpp Erde dreht sich um die Sonne
4. solarsystem4.cpp Erde dreht sich auch um sich selbst
5. solarsystem5.cpp Mond dreht sich um die Erde
6. solarsystem6.cpp Ekliptik

3. Beleuchtung

• firstlight.cpp
• materialcolour.cpp
• lightcolour.cpp
• components.cpp
• movinglight.cpp

Weiterführende Literatur, Tutorials, etc.

• OpenGL Redbook - *das* Buch zu OpenGL ("OpenGL Programming Guide")
• Nate Robins' Tutorials - Demos zu Projektion, Transformationen, etc. (sehr zu empfehlen!)
• NEHE - Eine der Standardquellen zu OpenGL Programmierung, keine gute Erklärungen dafür aber sehr viele Beispiele für alle möglichen Sprachen und Plattformen.

Interessenten

1. michael
2. geo
3. Pepi
4. georg k.
5. alpi
6. Olaf
7. jürgen
8. cypher
9. tkolar
10. Phantasus
11. oib
12. skrach
13. queltos
14. ra
15. amir
16. Bountin
17. steffi
18. ylem235
19. Sekhmet
20. xcode
21. snaut
22. Damian
23. Woodson
24. Vandebina
25. mephinet
26. Isis
27. RavuAlHemio
28. kay
29. Jüfe
30. Martin
31. phaebz
32. Beni
33. moep
34. leopold
35. mzeltner
36. ogott
37. nex
38. your name here

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Workshop-Reihe 2007/2008

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