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CGSG/Workshop: Unterschied zwischen den Versionen

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= Einführung in Computergraphik/OpenGL =
Einführung in Echtzeit-3D-Computergraphik mit OpenGL von [[Benutzer:Kyrah|كرا]]
''von [[Benutzer:Kyrah|kyrah]]''


'''''[http://www.opengl.org/ 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.'' --[[wde:OpenGL|Wikipedia]]
'''''[http://www.opengl.org/ 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.'' --[[wde:OpenGL|Wikipedia]]


== Hausaufgabe  ;) ==
== Aktuelles ==  


Sonnensystem (Sonne, mind. 3 Planeten, mind. einer davon mit Mond...)
Übungsaufgabe: Beleuchtung in das 3D-Beispiel vom ersten Workshop ([https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/3ddrawing.cpp 3ddrawing.cpp]) einbauen.
Wichtig: Normalvektoren angeben und auf korrekte Reihenfolge der Vertices [CCW cs. CW] achten!


Hinweis: eine Kugel kann man z.B. wie folgt zeichnen:
Bei Interesse wird auch ein dritter Teil des Workshops stattfinden, der Termin wird auf der Mailingliste bekanntgegeben.


<pre>
== Voraussetzungen ==
void drawSphere(float radius, GLint slices=20, GLint stacks=20)
=== Computergrafik ===
{
Es sind keine Computergraphik-Vorkenntnisse erforderlich.
  GLUquadricObj* q = gluNewQuadric();
 
  gluQuadricDrawStyle (q, GLU_FILL);
=== Programmierung ===
  gluQuadricNormals  (q, GLU_SMOOTH);
Ihr solltet zumindest rudimentäre Programmierkenntnisse haben.
  gluSphere (q, radius, slices, stacks);
 
  gluDeleteQuadric(q);
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.
}
 
</pre>
Bitte dafür ''vor dem Workshop'' [http://www.libsdl.org/ 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 <code>gcc</code> 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.
[http://de.wikipedia.org/wiki/Grundrechenarten Grundrechnungsarten], [http://de.wikipedia.org/wiki/Modulo#Modulo Modulo Division] (Division mit Rest), [http://de.wikipedia.org/wiki/Skalar_(Mathematik) Skalar], [http://de.wikipedia.org/wiki/Vektor Vektor], [http://de.wikipedia.org/wiki/Matrizenrechnung Matrix] (''nicht'' [http://www.imdb.com/title/tt0133093/ diese Matrix]), [http://de.wikipedia.org/wiki/Lineare_Algebra 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 ==
== Unterlagen ==


'''Präsentation:'''
=== Teil 1 ===


[http://kyrah.net/scratch/opengl/cg-intro-1.pdf Teil 1] (15.9.2007) – PDF, 1052kB
* [http://metalab.at/wiki/images/e/e1/CG-1.pdf Slides 1. Teil] (13.2.2010) – PDF, 1324kB


'''Code-Beispiele:'''
Die aktuelle Version der Sample Codes kannst Du auch per Subversion auschecken.
# [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/01_basicsdl.cpp 01_basicsdl.cpp] SDL "Rahmen-Applikation"
 
# [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/02_triangle.cpp 02_triangle.cpp] weißes Dreieck auf schwarzem Hintergrund
<code>svn co https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/</code>
# Perspektive
 
## [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/03_proj_ortho.cpp 03_proj_ortho.cpp] orthographische Projektion
(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)
## [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/03_proj_persp.cpp 03_proj_persp.cpp] perspektivische Projektion
 
''Beispiel-Code''
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/Makefile Makefile] ''Achtung, muss für euer System angepasst werden:''
## Mac OS X mit SDL als framwork: <code>CFLAGS =  SDLMain.m</code> und <code>LIBS = -framework SDL -framework Cocoa -framework OpenGL</code>
## Unix (inkl. Mac OS X mit SDL als .dylib): <code>CFLAGS =  `sdl-config --cflags`</code> und <code>LIBS = `sdl-config --libs` -lGL -lGLU</code>
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/basicsdl.cpp basicsdl.cpp] SDL "Rahmen-Applikation"
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/triangle.cpp triangle.cpp] weißes Dreieck auf schwarzem Hintergrund
# Perspektive:
## [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/proj_ortho.cpp proj_ortho.cpp] orthographische Projektion
## [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/proj_persp.cpp proj_persp.cpp] perspektivische Projektion
# 3 Varianten, ein Dreieck zu verschieben:
# 3 Varianten, ein Dreieck zu verschieben:
## [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/04_transtri1.cpp 04_transtri1.cpp] Vertices modifizieren
## [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/transtri1.cpp transtri1.cpp] Vertices modifizieren
## [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/04_transtri2.cpp 04_transtri2.cpp] glTranslatef()
## [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/transtri2.cpp transtri2.cpp] glTranslatef()
## [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/04_transtri3.cpp 04_transtri3.cpp] Kamera-Position verändern
## [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/transtri3.cpp transtri3.cpp] Kamera-Position verändern
# [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/05_tricolor.cpp 05_tricolor.cpp] Dreieck in Farbe
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/tricolor.cpp tricolor.cpp] Dreieck in Farbe
# [http://kyrah.net/scratch/opengl/src/06_3ddrawing.cpp 06_3ddrawing.cpp] 3D-Aufgabe "Haus"
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws1/3ddrawing.cpp 3ddrawing.cpp] 3D-Aufgabe "Haus"
# [[Media:SharpGL House.zip|SharpGL House]] 3D-Aufgabe "Haus" ([http://msdn2.microsoft.com/en-us/vstudio/aa700830.aspx Visual Studio 2008]; [http://www.dopecode.co.uk/sharpgl/index.php SharpGL])
 
=== Teil 2 ===
 
* [http://metalab.at/wiki/images/1/17/CG-2.pdf Slides 2. Teil]  (13.2.2010) – PDF, 624 kB


'''Nate Robins' Tutorials'''
''Beispiel-Code''


Die von mir gezeigten Demos zu Projektion, Transformationen, &c. könnt ihr von von [http://www.xmission.com/~nate/tutors.html Nate Robins Website] herunterladen.
1. '''Toolbox'''
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/toolbox/tricolor_fullscreen.cpp tricolor_fullscreen.cpp] Vollbild-Modus
# Animation
#* [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/toolbox/animation_sleep.cpp animation_sleep.cpp] die triviale Methode
#* [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/toolbox/animation_timer.cpp animation_timer.cpp] oder mit Timer
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/toolbox/3ddrawing_keyrepeat.cpp 3ddrawing_keyrepeat.cpp] besserer Keyboard-Input


== Zweiter Termin (Fortsetzung)==
2. '''WH Sonnensystem''' (Schritt für Schritt aufgebaut)
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/solsys/solarsystem1.cpp solarsystem1.cpp] Kugel zeichnen mit glu - Sonne
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/solsys/solarsystem2.cpp solarsystem2.cpp] Sonne dreht sich um sich selbst
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/solsys/solarsystem3.cpp solarsystem3.cpp] Erde dreht sich um die Sonne
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/solsys/solarsystem4.cpp solarsystem4.cpp] Erde dreht sich auch um sich selbst
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/solsys/solarsystem5.cpp solarsystem5.cpp] Mond dreht sich um die Erde
# [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/solsys/solarsystem6.cpp solarsystem6.cpp] Ekliptik


=== Inhalt ===
3. '''Beleuchtung'''
* Beleuchtung
* [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/lighting/firstlight.cpp firstlight.cpp]
* Texturierung
* [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/lighting/materialcolour.cpp materialcolour.cpp]
* Modelle laden
* [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/lighting/lightcolour.cpp lightcolour.cpp]
* Vertex Arrays und VBOs
* [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/lighting/components.cpp components.cpp]
* [https://whatever.metalab.at/user/kyrah/opengl/workshops/ws2/lighting/movinglight.cpp movinglight.cpp]


=== Termin ===
== Weiterführende Literatur, Tutorials, etc. ==


* mögliche Termine (bitte eintragen, wann ihr Zeit habt - von mir aus auch unter der Woche abends möglich)
* [http://www.glprogramming.com/red/ OpenGL Redbook] - *das* Buch zu OpenGL (''"OpenGL Programming Guide"'')
** Samstag 22. September [[Benutzer:Lynx||]]
* [http://www.xmission.com/~nate/tutors.html Nate Robins' Tutorials] - Demos zu Projektion, Transformationen, etc. (sehr zu empfehlen!)
** Sonntag 23. September
* [http://nehe.gamedev.net/ NEHE] - Eine der Standardquellen zu OpenGL Programmierung, keine gute Erklärungen dafür aber sehr viele Beispiele für alle möglichen Sprachen und Plattformen.
** Samstag 29. September [[Benutzer:Lynx||]] [[Benutzer:Lfittl||]]
** Sonntag 30. September [[Benutzer:Lynx||]]
** ''kyrah ist vom 5. bis 16. Oktober auf Urlaub''
** Samstag 20. Oktober [[Benutzer:Lynx||]] [[Benutzer:Lfittl||]]
** Sonntag 21. Oktober
** andere Vorschläge?


== Past ==
== Interessenten ==  


=== Erster Termin (Grundlagen) ===
# [[Benutzer:Michael|michael]]
Grundlegende Einführungsveranstaltung, Dauer ca. 2.5 - 3 Stunden. Der Workshop ist praktisch orientiert, C-Kenntnisse sind also sehr von Vorteil. Vorkenntnisse aus CG sind nicht nötig.
# [[Benutzer:Michael|geo]]
# [[Benutzer:Pepi|Pepi]]
# georg k.
# alpi
# [[Benutzer:00010111|Olaf]]
# jürgen
#[[Benutzer:Cypher|cypher]]
#[[Benutzer:Tkolar|tkolar]]
#[[Benutzer:Phantasus|Phantasus]]
#[[Benutzer:oib|oib]]
#[[Benutzer:skrach|skrach]]
#[[Benutzer:queltos|queltos]]
#[[User:ra|ra]]
#[[User:amir|amir]]
#[[Benutzer:Bountin|Bountin]]
#[[User:steffi|steffi]]
#[[User:ylem235|ylem235]]
#[[User:Sekhmet|Sekhmet]]
#[[User:xcode|xcode]]
#[[User:snaut|snaut]]
#[[User:Damian|Damian]]
#[[User:Woodson|Woodson]]
#[[User:Vandebina|Vandebina]]
# mephinet
#[[User:Isis1984|Isis]]
#[[User:RavuAlHemio|RavuAlHemio]]
#[[User:kay|kay]]
#[[User:Jüfe|Jüfe]]
#[[User:merge|Martin]]
# phaebz
#[[User:cptwunderlich|Beni]]
#[[User:Moep|moep]]
#[[User:Leopold|leopold]]
#[[User:mzeltner|mzeltner]]
#[[User:ogott|ogott]]
#[[User:Nex|nex]]
# ''your name here''


Ich kann auch gern im Anschluss individuelle Workshops in Kleingruppen anbieten, Interessenten sollten aber bitte unbedingt die Einführung besuchen! Auch ein 2. Teil über High-Level 3D-Graphik mit [http://coin3d.org Coin3D] ist geplant.
== Archiv ==


Wer das ganze gleich auf dem eigenen Laptop ausprobieren möchte, bitte zusätzlich zu OpenGL folgendes installieren:
[[CGSG/Workshop-2007|Workshop-Reihe 2007/2008]]


* [http://www.libsdl.org/ SDL]
* (optional) [http://www.libsdl.org/projects/SDL_image/ SDL_image]
* (optional) [http://lib3ds.sourceforge.net/ lib3ds]


==== Termin ====
''Push teh pixels!!''


* Wann: Samstag, '''September 15''' 2007, 15:00
* Wo: Metalab, [[Lage|Rathausstrasse 6]], 1010 Vienna


[[Kategorie:Workshops]]
[[Kategorie:Workshops]]
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