Difference between revisions of "OpenGL Tutorial/fr"

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=Textures=
 
=Textures=
  
It's time to use textures :)
+
Il est temps d'employer des textures :)
  
This tutorial will show how to draw textured polygons and how to blend textures using multipass technic.
+
Ce tutoriel montrera comment dessiner les polygones texturisés et comment mélanger des textures en utilisant une technique à plusieurs passages.
Since OpenGL has no builtin mechanism for loading textures, we'll use external library: [http://imaginglib.sourceforge.net/ Vampyre Imaging Library].
+
Puisque OpenGL n'a aucun mécanisme interne pour télécharger des textures, nous emploierons une bibliothèque externe : [http://imaginglib.sourceforge.net/ la bibliothèque Imaging de Vampyre].
We'll use just OpenGL helper functions, but you may find this lib handy for some other things to.
+
Nous emploierons juste des fonctions d'aide d'OpenGL, mais vous pouvez trouver cette bibliothèque maniable pour aussi d'autres choses.
 
 
Let's get started... we'll create display list for drawing textured rectangle:
 
  
 +
Soyons prêt à démarrer... nous créerons une liste d'affichage pour dessiner un rectangle texturisé :
 +
<delphi>
 
  procedure CreateList;
 
  procedure CreateList;
 
  begin
 
  begin
Line 740: Line 740:
 
   glEndList;
 
   glEndList;
 
  end;
 
  end;
 +
</delphi>
 +
Notez les fonctions <b>glTexCoord</b>. Elles sont utilisées pour indiquer quelle partie de la texture est assignée au sommet. Les coordonnées définies dans ces fonctions vont de 0 à 1 (Les valeurs supérieures à 1 sont permises mais peuvent produire des résultats différents). 0 est le premier Pixel  et 1 est le dernier Pixel . Ainsi, 0.5 sera exactement au milieu de la texture.
  
Notice <b>glTexCoord</b> functions. They are used to specify which part of texture is assigned to vertex. Coordinates defined in this functions are from 0 to 1 (values greater than 1 are allowed but can generate different results). 0 is first pixel and 1 is last pixel. So, 0.5 will be right in the middle of texture.
+
Le téléchargement de texture est extrêmement aisé avec la bibliothèque Imaging de Vampyre:
 
+
<delphi>
Texture loading is extremely easy with Vampyre Imaging Library:
 
 
 
 
  var
 
  var
 
   Tex1, Tex2: GLuint;
 
   Tex1, Tex2: GLuint;
Line 755: Line 755:
 
   glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 
   glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 
  end;
 
  end;
 +
</delphi>
  
<b>LoadGLTextureFromFile</b> loads texture from file and returns it's ID. When texture is loaded it is allready setup for rendering.
+
<b>LoadGLTextureFromFile</b> charge une texture depuis un fichier et renvoie son ID. Quand la texture est chargée elle est déjà paramétrée pour le rendu.
Last line just enables 2D textures.
+
La dernière ligne autorise juste les textures 2D.
  
To draw textured polygon you have to bind texture and setup texture coordinations (texture coordinations are set in display list in this tutorial):
+
Pour dessiner un polygone texturisé vous devez lier la texture and setup texture coordinations (texture coordinations are set in display list in this tutorial):
  
 +
<delphi>
 
   ...
 
   ...
 
   glLoadIdentity;
 
   glLoadIdentity;
Line 767: Line 769:
 
   glCallList(LIST_OBJECT);
 
   glCallList(LIST_OBJECT);
 
   ...
 
   ...
 
+
</delphi>
 
<b>glBindTexture</b> function is used to select texture. When you draw polygins they will have selected texture on them. It's that easy :)
 
<b>glBindTexture</b> function is used to select texture. When you draw polygins they will have selected texture on them. It's that easy :)
  

Revision as of 11:39, 10 July 2007

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OpenGL est l'environnement idéal pour développer des applications graphiques portables , interactives en 2D et 3D. Depuis son introduction en 1992 , OpenGL est devenu l'interface de programmation d'applications (API) soutenant les graphiques 2D et 3D la plus largement utilisée de l'industrie, amenant plusieurs milliers d'applications à une grande variété de plateformes d'ordinateur. OpenGL stimule l'innovation et accélère le développement d'applications en incorporant un large ensemble de rendus, mappage de texture, effets spéciaux , et d'autres fonctions puissantes de visualisation . Les développeurs peuvent accroître la puissance de OpenGL à travers toutes les plate-formes de bureau communes et les plate-formes de poste de travail, assurant un large déploiement d'applications.

Vous pouvez trouver plus d'information à propos d'OpenGL ici.

GLUT (prononcé comme the glut in gluttony) est une trousse à outils pour OpenGL, une trousse à outil indépendante du système window pour écrire des programmes OpenGL. Il implémente une simple interface de programmation d'application avec fenêtrage (API) pour OpenGL. GLUT rend considérablement plus facile l'apprentissage et l'exploration de la programmation OpenGL. GLUT fournit une API portable ainsi vous pouvez écrire un programme simple avec OpenGL qui travaille sur les plate-formes avec système d'exploitation à base de PC et de station de travail.

Vous pouvez trouver plus d'information à propos de GLUT ici.

Beaucoup d'OS viennent avec GLUT préinstallé, mais si le votre n'en a pas un, vous pouvez facilement le trouver en utilisant Google.

Les fichiers binaires Windows peut être téléchargé depuis www.xmission.com.

Créer votre premier programme GLUT

Afin d'utiliser GLUT, vous devez d'abord l'initialiser. C'est fait en utilisant la fonction glutInit. Cette fonction peut analyser la ligne de commande et fixer les paramètres de la fenêtre principale, mais il s'attend à une entrée dans le style C/C++ . Vous devrez écrire votre propre fonction pour faire la conversion à partir de ParamCount et ParamStr vers des paramètres en ligne de commande similaire à C/C++.

<delphi>

procedure glutInitPascal(ParseCmdLine: Boolean); 
var
  Cmd: array of PChar;
  CmdCount, I: Integer;
begin
  if ParseCmdLine then
    CmdCount := ParamCount + 1
  else
    CmdCount := 1;
  SetLength(Cmd, CmdCount);
  for I := 0 to CmdCount - 1 do
    Cmd[I] := PChar(ParamStr(I));
  glutInit(@CmdCount, @Cmd);
end;

</delphi> Essentiellement , vous créez un tableau et le remplissez avec les chaînes de caractères de ParamStr. Cette fonction prend également un paramètre qui peut contrôler ce qui est passé à glutInit -- ou bien la ligne de commande en entier ou juste le nom du fichier exécutable .

Plus à propos de glutInit: ici

Après , vous devez créer une fenêtre principale . Fixer le mode d'affichage de la fenêtre principale en utilisant glutInitDisplayMode. Cela nécessite seulement un paramètre qui est une combinaison des drapeaux. Habituellement GLUT_DOUBLE ou GLUT_RGB ou GLUT_DEPTH est tout ce dont vous aurez besoin.

Plus à propos de glutInitDisplayMode: ici

La position et la taille de la fenêtre est contrôlée en utilisant glutInitWindowPosition et glutInitWindowSize. Elles ont 2 paramètres . Les coordonnées X et Y dans le premier, et la largeur et la hauteur dans le dernier. Vous pouvez employer glutGet pour trouver la taille de l'écran et centrer la fenêtre.

Plus à propos de glutInitWindowPosition, glutInitWindowSize et glutGet: ici et

Enfin, la fenêtre devrait être créée en utilisant la fonction glutCreateWindow. Il créera la fenêtre et fixera son caption au moyen d'un paramètre. Comme résultat il renverra l'handle de la fenêtre . Ceci peut être employé avec d'autres fonctions qui l'exigent .

Plus à propos de glutCreateWindow: ici

Avant que votre programme puisse entrer dans la boucle principale, vous devez paramétrer quelques procedures de rappel(callbacks). Vous aurez besoin de procédures de rappel pour dessiner la fenêtre , pour redimensionner et pour obtenir les entrées au clavier. Ces procédures de rappel sont paramétrées en utilisant glutDisplayFunc, glutReshapeFunc et glutKeyboardFunc.

Plus à propos du paramétrage des fonctions de rappel: ici

Votre fonction de dessin pourrait ressembler à ceci : <delphi>

procedure DrawGLScene; cdecl;
begin
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  glutSwapBuffers;
end;

</delphi> Cela va seulement effacer la fenêtre à la couleur du fond et remettre à zéro le zbuffer (ne pas s'inquiéter pour zbuffer... vous en saurez plus à ce propos plus tard).

Votre fonction de redimension pourrait ressembler à ceci : <delphi>

procedure ReSizeGLScene(Width, Height: Integer); cdecl;
begin
  if Height = 0 then
    Height := 1;

  glViewport(0, 0, Width, Height);
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity;
  gluPerspective(45, Width / Height, 0.1, 1000);

  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glLoadIdentity;
end;

</delphi> Avec ce code, vous dites à OpenGL où dans la fenêtre il devrait dessiner et fixer les matrices aux valeurs désirées (les fonctions de matrice seront expliquées plus tard ).

L'entrée au clavier est évaluée avec la procedure de rappel suivante: <delphi>

procedure GLKeyboard(Key: Byte; X, Y: Longint); cdecl;
begin
  if Key = 27 then
    Halt(0);
end;

</delphi> Cette fonction demandera à votre programme de quitter si vous appuyez sur la touche ESC. GLUT est conduit par des évènement et la seule manière de terminer votre programme est d'appeler Halt à l'intérieur d'une de vos fonctions de rappel. Si vous fermez la fenêtre d'une autre manière, elle disparaîtra , mais le programme continuera à faire une boucle au travers de la routine principale indéfiniment .

Pour commencer la boucle principale , appellez glutMainLoop. Il écrira une boucle qui ne finit jamais , qui appelle toutes vos procedures de rappel.

La partie principale de votre programme pourrait ressembler à ceci : <delphi>

const 
  AppWidth = 640; 
  AppHeight = 480; 

procedure InitializeGL; 
begin 
  glClearColor(0.18, 0.20, 0.66, 0); 
end; 

var 
  ScreenWidth, ScreenHeight: Integer; 
begin 
  glutInitPascal(True); 
  glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE or GLUT_RGB or GLUT_DEPTH); 
  glutInitWindowSize(AppWidth, AppHeight); 
  ScreenWidth := glutGet(GLUT_SCREEN_WIDTH); 
  ScreenHeight := glutGet(GLUT_SCREEN_HEIGHT); 
  glutInitWindowPosition((ScreenWidth - AppWidth) div 2,
    (ScreenHeight - AppHeight) div 2); 
  glutCreateWindow('OpenGL Tutorial 1'); 

  InitializeGL; 

  glutDisplayFunc(@DrawGLScene); 
  glutReshapeFunc(@ReSizeGLScene); 
  glutKeyboardFunc(@GLKeyboard); 

  glutMainLoop; 
end.

</delphi> Le tutoriel suivant ajoutera un certain code qui dessinera une forme simple .

Télécharger le code source ou un executable linux/windows depuis le site SourceForge CCR de Lazarus.

Dessiner une forme simple

Cette fois nous ajouterons juste quelques lignes de code et nous nous focaliserons sur l'explication de certaines des fonctions OpenGL .

Expliquons le code que vous avez déjà. <delphi>

  .
  .
  .
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity;
  gluPerspective(45, Width / Height, 0.1, 1000);

  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glLoadIdentity;
end;

</delphi> En employant la fonction glMatrixMode vous choisissez quelle matrice vous voulez changer . OpenGL travaille avec 3 matrices : GL_MODELVIEW: celle-ci est employée pour déplacer les sommets vers l'espace modèle . GL_PROJECTION: celle-ci est employée pour convertir les coordonnées 3d en coordonnées 2d pour la position finale des pixels. GL_TEXTURE: celle-ci est employée pour changer des coordonnées de texture .

Une fois que vous avez choisi la matrice vous voulez changer , vous pouvez appeler les fonctions qui affectent les valeurs de la matrice. glLoadIdentity remettra à zéro la matrice ainsi il n'affecte pas la position des sommets. Puisque la plupart des fonctions de matrice multiplient la matrice courante par celle générée , vous devez parfois effacer la matrice avec cette fonction .

Afin de paramétrer la matrice de perspective, vous pouvez employer la fonction gluPerspective. Quatre paramètres montrent le champ visuel , l'allongement , la surface plane proche et lointaine. C'est aussi simple.

Maintenant , vous changerez la matrice modèle ... pendant ce temps , vous l'avez juste paramétré à la matrice identité .

OK ... et maintenant , le code pour dessiner la première forme : <delphi>

procedure DrawGLScene; cdecl;
begin
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(0, 0, -5);

  glBegin(GL_TRIANGLES);
    glColor3f(1, 0, 0);
    glVertex3f(-1, -1, 0);

    glColor3f(0, 1, 0);
    glVertex3f(1, -1, 0);

    glColor3f(0, 0, 1);
    glVertex3f(0, 1, 0);
  glEnd;

  glutSwapBuffers;
end;

</delphi> Nous avons déjà employé la fonction glClear. Elle remettra juste à zéro les mémoires tampons(buffers). Nous passerons les deux fonctions suivantes et nous nous dirigerons vers celles de dessin.

glBegin marque le commencement du bloc de dessin . Après cette fonction vous pouvez commencer à entrer les sommets. Le paramètre(entre parenthèse) décrit comment sont utilisés les sommets en dessinant : GL_POINTS: Traite chaque sommet comme simple point. Le sommet n définit le point n . N points sont dessinés.

GL_LINES: Traite chaque paire de sommets comme segment de ligne indépendant. Les sommets 2n-1 et 2n définissent la ligne n . n/2 lignes sont tracées .

GL_LINE_STRIP: Dessine un groupe relié de segments de ligne du premier sommet au dernier. n-1 lignes sont tracées.

GL_LINE_LOOP: Dessine un groupe relié de segments de ligne du premier sommet au dernier, en revenant vers le premier. Les sommets n et n+1 définissent la ligne n . La dernière ligne , cependant , est défini par les sommets n et 1.n lignes sont tracées .

GL_TRIANGLES: Traite chaque triplet des sommets comme un triangle indépendant . Les sommets 3n-2, 3n-1 et 3n définissent le triangle n. n/3 triangles sont tracées .

GL_TRIANGLE_STRIP: Dessine un groupe relié de triangles . Un triangle est défini pour chaque sommet présenté après les deux premiers sommets. Pour n impair, les sommets n, n+1 et n+2 définissent le triangle n. Pour n pair, les sommets n+1, n et n+2 définissent le triangle n . n-2 triangles sont tracées .

GL_TRIANGLE_FAN: Dessine un groupe relié de triangles . Une triangle est définie pour chaque sommet présenté après les deux premiers sommets . Les sommets 1, n+1 et n+2 définissent le triangle n. n-2 triangles sont dessinés .

GL_QUADS: Traite chaque groupe de quatre sommets comme un quadrilatère indépendant. Les sommets 4n-3, 4n-2, 4n-1 et 4n définissent le quadrilatère n. n/4 quadrilatères sont dessinés.

GL_QUAD_STRIP: Dessine un groupe relié de quadrilatères. Un quadrilatère est défini pour chaque paire de sommets présentés après la première paire.Les sommets 2n-1, 2n, 2n+2 et 2n+1 définissent le quadrilatère n. n/2-1 quadrilatères sont dessinés. Notez que l'ordre dans lequel des sommets sont employés pour construire un quadrilatère à partir des données reliées est différent de celui utilisé avec des données indépendantes.

GL_POLYGON: Dessine un polygone simple et convexe . Les sommets 1 jusqu'à n définissent ce polygone .

SimpleShapePic1.jpg

Vous tracerez un triangle simple et pour cela le drapeau GL_TRIANGLES accomplira cette astuce. La fonction glVertex3f définit la position d'un sommet que vous voulez dessiner. Il y a plus de fonctions glVertex* . La seule différence est le nombre et le type de paramètres que ces fonctions prennent. Par exemple ... glVertex2i prend deux paramètres (x et y) du type nombre entier. glVertex3f sera presque toujours juste ce que vous avez besoin.

Avant glVertex vous pouvez fixer la couleur, le matériel , les textures... Pour la simplicité vous indiquerez juste la couleur pour chaque sommet dans tutoriel . La couleur est paramétrée en utilisant la fonction glColor3f. glColor peut aussi prendre différents ensemble de paramètres comme glVertex.

Si on jette un coup d'oeil sur le code, nous pouvons voir que Z est paramétré à 0 pour tous les sommets. Puisque vous avez fixé la plan proche à 0.1, le triangle ne sera pas visible. C'est là que nous avons passé les deux fonctions au commencement. Nous savons déjà que glLoadIdentity remet à zéro la matrice. glTranslatef déplace les triangles selon les valeurs X, Y et Z que vous fournissez. Puisque vous avez fixé Z à -5 (z négatif est plus loin de la caméra) tous les sommets seront dessinés avec un éloignement de 5 unités du point de vue et seront visibles.

À la fin vous appelez les fonctions glEnd qui finissent le dessin. Vous pourriez maintenant commencer d'autres bloc de dessin avec une nouvelle fonction glBegin si vous le souhaitez .

Téléchargez le code source , l'exécutable linux ou l'exécutable windows depuis le dépôt Lazarus CCR de SourceForge.

Employer des listes d'affichage

Parfois vous devrez dessiner quelques objets de multiples fois sur la scène. OpenGL a la capacité de construire des listes d'affichage ce qui rend le dessin un peu plus rapide.Créer une liste d'affichage est très facile ... dessinez juste les sommets comme vous l'avez fait dans le précédent tutoriel et enfermez-les avec les appels à glNewList et glEndList.

<delphi>

const
  LIST_OBJECT = 1;

procedure CreateList;
begin
  glNewList(LIST_OBJECT, GL_COMPILE);
    glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
      glColor3f(1, 0, 0);
      glVertex3f(0, 0.5, 0);

      glColor3f(1, 1, 0);
      glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);

      glColor3f(1, 1, 1);
      glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);

      glColor3f(0, 1, 1);
      glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);

      glColor3f(0, 0, 1);
      glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);

      glColor3f(0, 1, 0);
      glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
    glEnd;

    glBegin(GL_QUADS);
      glColor3f(1, 1, 0);
      glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);

      glColor3f(1, 1, 1);
      glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5);

      glColor3f(0, 1, 1);
      glVertex3f(0.5, -0.5, -0.5);

      glColor3f(0, 0, 1);
      glVertex3f(-0.5, -0.5, -0.5);

      glColor3f(0, 1, 0);
      glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5);
    glEnd;
  glEndList;
end;

</delphi>

glNewList crée une nouvelle liste d'affichage et toutes les fonctions de dessin seront enregistrées jusqu'à ce que glEndList soit appelé. Le premier paramètre pour la fonction glNewList est l'identification de la liste(ID).Chaque liste est définie par son ID. Si une liste avec une identification donnée est déjà créée son contenu est effacé avant l'enregistrement. Si le deuxième paramètre est GL_COMPILE alors toutes les fonctions de dessin sont juste enregistrées , mais si c'est GL_COMPILE_AND_EXECUTE alors elles sont enregistrées et exécutées automatiquement.

La fonction glIsList peut vous aider avec des listes d'affichage. Il peut indiquer si une certaine identification de liste est déjà remplie de données. Une autre fonction utile est glGenLists. Il créera de multiple listes d'affichage vides. Vous passez le nombre de listes d'affichage dont vous avez besoin et vous obtenez l'identification de la première. Si vous exigez n listes, et obtenez r identifications,les listes d'affichage produites sont : r, r+1, r+2,..., r+n-1

Toutes les listes créées devraient être supprimées. Vous ferez cela avant de quitter le programme :

<delphi>

procedure GLKeyboard(Key: Byte; X, Y: Longint); cdecl;
begin
  if Key = 27 then
  begin
    glDeleteLists(LIST_OBJECT, 1);
    Halt(0);
  end;
end;

</delphi>

glDeleteLists prend 2 paramètres, l'identification de la liste d'affichage et le nombre de listes à supprimer. Si l'identification est r, et le nombre de listes à supprimer est n, les listes supprimées sont : r, r+1, r+2,..., r+n-1

Maintenant vous savez créer et supprimer des listes d'affichage ... voyons comment les dessiner :

<delphi>

procedure DrawGLScene; cdecl;
begin
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(-2, 0, -5);
  glRotatef(40, 1, 0, 1);
  glCallList(LIST_OBJECT);

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(1, -2, -10);
  glRotatef(62, 0, 1, 0);
  glCallList(LIST_OBJECT);

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(-4, 0.5, -15);
  glRotatef(200, 1, 0, 0);
  glCallList(LIST_OBJECT);

  glutSwapBuffers;
end;

</delphi>

DisplayListsPic1.jpg

En utilisant glCallList vous pouvez dessiner seulement une liste d'affichage . Dans ce tutoriel, avant de dessiner une liste d'affichage, vous changez la matrice modèle et dessinez l'objet en différents endroits .

Quelques fois vous voudriez dessiner des listes multiples d'un coup. C'est possible en utilisant la fonction glCallLists. Il prend le nombre de listes que vous voulez dessiner, le type de tableau qui contient les identifications de liste d'affichage et le tableau avec les identifications de liste d'affichage. Le type de liste peut être l'un des suivant :

GL_BYTE: la liste est traitée comme un tableau d'octets signés, chacun dans l'intervalle de -128 à 127 .

GL_UNSIGNED_BYTE: la liste est traitée comme un tableau d'octets non signés, chacun dans l'intervalle de 0 à 255.

GL_SHORT: la liste est traitée comme un tableau d'entiers sur 2 octets signés, chacun dans l'intervalle de -32768 à 32767.

GL_UNSIGNED_SHORT: la liste est traitée comme un tableau d'entiers sur 2 octets non signés, chacun dans l'intervalle de 0 à 65535.

GL_INT: la liste est traitée comme un tableau d'entiers sur 4 octets signés.

GL_UNSIGNED_INT: la liste est traitée comme un tableau d'entiers sur 4 octets non signés.

GL_FLOAT: la liste est traitée comme un tableau de valeurs à virgule flottante sur 4 octets.

GL_2_BYTES: la liste est traitée comme un tableau d'octets non signés. Chaque paire d'octet spécifie une identification simple de la liste d'affichage. La valeur de la paire est calculée comme étant 256 fois la valeur du premier octet non signée plus la valeur du deuxième octet non signée .

GL_3_BYTES: la liste est traitée comme un tableau d'octets non signés. Chaque triplet d'octet spécifie une identification simple de la liste d'affichage. La valeur du triplet est calculée comme étant 65536 fois la valeur du premier octet non signée, plus 256 fois la valeur du deuxième octet non signée, plus la valeur du troisième octet non signée.

GL_4_BYTES: la liste est traitée comme un tableau d'octets non signés. Chaque quadruplet d'octet spécifie une identification simple de la liste d'affichage. La valeur du quadruplet est calculée comme étant 16777216 fois la valeur du premier octet non signée, plus 65536 fois la valeur du deuxième octet non signée, plus 256 la valeur du troisième octet non signée, plus la valeur du quatrième octet non signée.

C'est tout pour le moment. Le prochain tutoriel montrera comment créer petit système planétaire. Nous parlerons des matrices et comment faire une scène animée qui ne dépend pas du nombre d'images par seconde .

Téléchargez le code source, l'exécutable linux ou l'exécutable windows depuis le dépôt Lazarus CCR de SourceForge.

Animation en plein écran

Entrer dans le mode plein écran est facile avec GLUT. Changeons la partie principale du programme :

<delphi>

const
  FSMode = '800x600:32@75';

begin
  glutInitPascal(False);
  glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE or GLUT_RGB or GLUT_DEPTH);
  glutGameModeString(FSMode);
  glutEnterGameMode;
  glutSetCursor(GLUT_CURSOR_NONE);

  InitializeGL;

  glutDisplayFunc(@DrawGLScene);
  glutReshapeFunc(@ReSizeGLScene);
  glutKeyboardFunc(@GLKeyboard);
  glutIdleFunc(@DrawGLScene);

  glutMainLoop;
end.

</delphi> Puisque nous ne voulons pas que GLUT analyse la ligne de commande cette fois nous appelons glutInitPascal avec le paramètre false. Comme vous pouvez le voir, il n'y a aucun code pour la création de fenêtre. GLUT a glutEnterGameMode qui crée une fenêtre en mode plein écran. Pour indiquer quel genre de mode plein écran vous voulez, vous appelez la fonction glutGameModeString qui prend un chaine de caractères qui définie le mode que vous aimez . Le format de cette chaine de caractères est :

[largeur  "x" hauteur][":" bpp]["@" hertz]

Dans la chaine de caractères FSMode nous avons déclaré que le mode plein écran devrait être 800x600, avec une pallete de 32bit et un rafraîchissements de 75Hz. Il est possible de sauter un des groupes . Si vous omettez la taille , GLUT essayera d'employer la taille courante ou la première des plus petites qui peut fonctionner. Cette politique est employée et pour d'autres paramètres .

Habituellement dans le mode plein écran le curseur n'est pas visible. Pour cacher le curseur vous utilisez la fonction glutSetCursor. Elle utilise seulement un paramètre qui décrit le curseur que vous voudriez voir :

GLUT_CURSOR_RIGHT_ARROW
GLUT_CURSOR_LEFT_ARROW
GLUT_CURSOR_INFO
GLUT_CURSOR_DESTROY
GLUT_CURSOR_HELP
GLUT_CURSOR_CYCLE
GLUT_CURSOR_SPRAY
GLUT_CURSOR_WAIT
GLUT_CURSOR_TEXT
GLUT_CURSOR_CROSSHAIR
GLUT_CURSOR_UP_DOWN
GLUT_CURSOR_LEFT_RIGHT
GLUT_CURSOR_TOP_SIDE
GLUT_CURSOR_BOTTOM_SIDE
GLUT_CURSOR_LEFT_SIDE
GLUT_CURSOR_RIGHT_SIDE
GLUT_CURSOR_TOP_LEFT_CORNER
GLUT_CURSOR_TOP_RIGHT_CORNER
GLUT_CURSOR_BOTTOM_RIGHT_CORNER
GLUT_CURSOR_BOTTOM_LEFT_CORNER
GLUT_CURSOR_FULL_CROSSHAIR
GLUT_CURSOR_NONE
GLUT_CURSOR_INHERIT

glutIdleFunc définit une fonction de rappel que vous voulez appeler chaque fois que votre programme n'a aucun message à traiter. Puisque nous voulons juste faire le rendu de la nouvelle image s'il n'y a rien à faire, juste faire tourner en idle DrawGLScene. Certains autres tutoriels montrent que la fonction idle devrait envoyer un message de refresh plutôt que de dessin, mais ainsi j'ai 50-100 images de moins qu'en utilisant la méthode que j'ai décrit .

Maintenant , regardons l'arrêt de programme là où vous devez quitter le mode plein écran :

<delphi>

procedure GLKeyboard(Key: Byte; X, Y: Longint); cdecl;
begin
  if Key = 27 then
  begin
    glutLeaveGameMode;
    Halt(0);
  end;
end;

</delphi> Comme vous pouvez le voir , tout que vous devez faire est d'appeler glutLeaveGameMode.

Maintenant , nous allons présenter quelques nouvelles fonctions de matrice. D'abord, changeons la fonction ReSizeGLScene : <delphi>

procedure ReSizeGLScene(Width, Height: Integer); cdecl;
begin
  .
  .
  .
  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glLoadIdentity;
  gluLookAt(0, 20, 25, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
end;

</delphi> gluLookAt créer la matrice qui définira d'où êtes vous pour regarder les objets. Les 3 premiers paramètres sont les coordonnées X, Y et Z de la position de la caméra. les 3 paramètres suivants sont les coordonnées X, Y et Z du point vers où la caméra regarde, et les 3 derniers paramètres définissent un vecteur « vers le haut » (C'est « vers le haut » pour la caméra). Habituellement , « vers le haut » est l'axe y positif.

OK, dessinons maintenant. Puisque vous avez défini la matrice avec gluLookAt laquelle devrait être employé avec tous les objets, vous ne pouvez pas simplement employer glLoadIdentity pour remettre à zéro la matrice pour le prochain objet ... vous sauverez l'état précédent de la matrice et le restaurerez après que l'objet soit dessiné :

<delphi>

procedure DrawGLScene; cdecl;
var
  T: Single;
begin
  T := glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME) / 1000;
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  glPushMatrix;
    glRotatef(5 * T, 0, 1, 0);
    glColor3f(1, 1, 0);
    glutWireSphere(2, 20, 20);
  glPopMatrix;

  glPushMatrix;
    glRotatef(90 * T, 0, 1, 0);
    glTranslatef(5, 0, 0);
    glRotatef(40 * T, 0, 1, 0);
    glColor3f(1, 0, 0);
    glutWireSphere(0.6, 10, 10);
  glPopMatrix;

  glPushMatrix;
    glRotatef(60 * T, 0, 1, 0);
    glTranslatef(-3, 0, 9);
    glRotatef(50 * T, 0, 1, 0);
    glColor3f(0, 1, 0);
    glutWireSphere(1, 16, 16);

    glPushMatrix;
      glRotatef(360 * T, 0, 1, 0);
      glTranslatef(-1.7, 0, 0);
      glRotatef(50 * T, 0, 1, 0);
      glColor3f(0, 0, 1);
      glutWireSphere(0.4, 10, 10);
    glPopMatrix;

  glPopMatrix;

  glutSwapBuffers;
end;

</delphi>

FullScreenAnimationPic1.jpg

glPushMatrix et glPopMatrix sont employés pour enregistrer et restaurer l'état de la matrice. Comme vous pouvez le voir, nous enregistrons l'état de la matrice, ensuite changeons la matrice afin de dessiner l'objet à la bonne place, et restaurons ensuite l'ancien état de la matrice .

Vous pouvez vous demander quel est le rôle de la variable T . Bien, elle est employée pour déterminer la vitesse d'animation. Chaque changement qui dépend du temps est multiplié par T. De cette manière, la vitesse d'animation est constante pour chaque rapidité d'affichage . La fonction glutGet avec le paramètre GLUT_ELAPSED_TIME renvoie le temps en milliseconds depuis que glutInit a été appelé. En divisant cette valeur par 1000, nous avons le temps en secondes .

La fonction glRotatef créer une matrice de rotation. Le premier paramètre est l'angle en degrés,et les 3 derniers paramètres définissent l'axe autour duquel la rotation sera faite . Puisque vous avez multiplié l'angle par T, l'objet sera tourné de cet angle en exactement 1 seconde.

Téléchargez le code source, l'exécutable linux ou l'exécutable windows depuis le dépôt Lazarus CCR de SourceForge.

Lumière

Ce tutoriel présentera une certaine lumière à la scène. Vous ferez tourner un cube et une lumière ajoutera du réalisme à la scène, mais d'abord faisons une unité d'outils .

Dans l'immédiat, il y aura seulement des fonctions fondamentales pour nous aider à obtenir le temps courant et la variation de temps(temps qui s'est écoulé depuis un appel à un rendu à l'autre) afin de calculer le nombre d'images par secondes. <delphi>

unit utils;

{$mode objfpc}{$H+}

interface

uses
  glut;

function GetTotalTime: Single;
function GetDeltaTime: Single;
procedure FrameRendered(Count: Integer = 1);
function GetFPS: Single;

implementation

var
  OldTime: Integer = 0;
  FPSTime: Integer = 0;
  FPSCount: Integer = 0;

function GetTotalTime: Single;
begin
  Result := glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME) / 1000;
end;

function GetDeltaTime: Single;
var
  NewTime: Integer;
begin
  NewTime := glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
  Result := (NewTime - OldTime) / 1000;
  OldTime := NewTime;
end;

procedure FrameRendered(Count: Integer);
begin
  Inc(FPSCount, Count);
end;

function GetFPS: Single;
var
  NewTime: Integer;
begin
  NewTime := glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);

  Result := FPSCount / ((NewTime - FPSTime) / 1000);

  FPSTime := NewTime;
  FPSCount := 0;
end;

end.

</delphi>

Comme vous pouvez le voir, il n'y a rien de compliqué dans cette unité. Le temps est simplement enregistré entre chaque appel et la différence est retournée. FrameRendered devrait être appelé chaque fois que vous dessinez la scène ainsi la fonction peut calculer les FPS.

Maintenant, amusons nous avec les lumières.

OpenGL a plusieurs types de lumières ... ambiante, diffuse, ponctuelle, spot, lumière spéculaire et émissive.

La lumière ambiante est quelque chose comme le Soleil. Quand les rayons du soleil traversent la fenêtre d'une salle, ils frappent les murs et sont réfléchis et dispersés dans toutes les différentes directions ce qui illumine en moyenne toute la salle. Tous les sommets sont éclairés avec la lumière ambiante .

La lumière diffuse peut être représentée par des rayons de lumière parallèles venant de loin. Ils vont seulement éclairer les sommets qui sont orientés vers la source lumineuse.

La lumière ponctuelle éclaire tout autour d'elle. C'est comme une boule de feu, elle envoie des rayons lumineux tout autour d'elle et éclaire les sommets qui sont orientés vers la source lumineuse et qui sont assez proche.

La lumière spot est comme la lumière d'une lampe-torche. C'est simplement une source ponctuelle lumineuse avec un petit faisceau de lumière en forme de cône. Tous les sommets qui tombent à l'intérieur du cône et sont assez proche sont éclairés.

Juste comme la lumière diffuse, la lumière spéculaire est un type directionnel de lumière. Elle vient d'une direction particulière. La différence entre les deux est que la lumière spéculaire se reflète sur la surface d'une manière directionnelle et uniforme. Le rendu de la lumière spéculaire repose sur l'observateur et la source lumineuse. Du point de vue de l'observateur, la lumière spéculaire crée un secteur accentué sur la surface de l'objet vu, connu en tant que "specular highlight" ou réflexion spéculaire.

La lumière émissive est peu une différente que tout autre composants lumineux précédemment expliqué. Cette lumière sort de l'objet que vous dessinez but pas n'éclaire pas d'autres objets dans son environnement .

Pour plus de simplicité, nous emploierons seulement la lumière diffuse dans ce tutoriel. Plus tard, d'autres lumières peuvent apparaître dans les tutoriels :)

Voyons comment autoriser la lumière dans la scène : <delphi>

const
  DiffuseLight: array[0..3] of GLfloat = (0.8, 0.8, 0.8, 1);

  glEnable(GL_LIGHTING);
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, DiffuseLight);
  glEnable(GL_LIGHT0);

</delphi> Comme vous le voyez, nous permettons l'éclairage dans OpenGL ainsi les lumières affectent la scène dont vous faites le rendu. Des paramètres lumineux sont fixés avec la fonction glLightfv. Elle prend 3 paramètres... un pour le numéro de la lumière que vous voulez changer (OpenGL supporte jusqu'à 8 lumières), ensuite dit à OpenGL quel paramètre lumineux changer, et le dernier est un nouveau paramètre pour la lumière . Vous fixerez juste la couleur diffuse pour la lumière dans ce tutoriel. Après cela, vous pouvez permettre la lumière et il y aura la lumière dans la scène ... mais ... ce n'est pas tout .

Plus à propos de glLightfv

Si vous voulez employer des lumières, vous ne pouvez pas simplement fixer la couleur des sommets ... vous devez choisir le matériau pour les sommets . Installons le matériau pour le dessin :

glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
glColorMaterial(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
LightPic1.jpg

Vous vous êtes attendus à quelque chose plus compliquée, n'est ce pas? :) Bien, ce code nous permet d'employer la fonction glColor pour fixer le matériau aux sommets. En employant la fonction glEnable et le drapeau GL_COLOR_MATERIAL, vous pouvez définir quelles propriétés matérielles vont changer glColor. glColorMaterial(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE) dit à OpenGL que glColor change le matériau ambiant et diffus. Nous discuterons des matériaux davantage dans des tutoriels postérieurs .

Une chose de plus qui est importante en utilisant des lumières... chaque sommet doit avoir une normale qui lui est associée. La normale est employée pour trouver la direction du sommet ainsi la lumière peut être calculée correctement . Vous emploierez un fonction GLUT pour dessiner le cube et elle fournit les normales pour nous, ainsi cette fois nous marcherons juste par les normales (???).

Après tout ces réglages, la lumière fera briller votre cube :)

Une partie du texte est copiée depuis La bible de la lumière avec OpenGL

Téléchargez le code source, l'exécutable linux ou l'exécutable windows depuis le dépôt Lazarus CCR de SourceForge.

Polices de caractères d'image

Les jeux et les programmes doivent habituellement écrire un certain texte sur l'écran. GLUT fournit plusieurs fonctions pour dessiner des caractères qui sont indépendantes de la plate-forme .

D'abord, nous montrerons comment employer les polices de caractères d'image par défaut. Presque toutes les additions de code seront faites à l'unité utils.pas .

Puisque le texte sera dessiné en 2D, nous devrons savoir la largeur et la hauteur de la clôture(viewport) ... ainsi, nous écrirons deux fonctions pour cela :

<delphi>

function glGetViewportWidth: Integer;
var
  Rect: array[0..3] of Integer;
begin
  glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, @Rect);
  Result := Rect[2] - Rect[0];
end;

function glGetViewportHeight: Integer;
var
  Rect: array[0..3] of Integer;
begin
  glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, @Rect);
  Result := Rect[3] - Rect[1];
end;

</delphi>

Nous récupérons juste la gauche /la droite, le haut/le bas et nous calculons la largeur/la hauteur en les soustrayant.

Il doit y avoir des fonctions pour entrer et quitter le mode 2D : <delphi>

procedure glEnter2D;
begin
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glPushMatrix;
  glLoadIdentity;
  gluOrtho2D(0, glGetViewportWidth, 0, glGetViewportHeight);

  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glPushMatrix;
  glLoadIdentity;

  glDisable(GL_DEPTH_TEST);
end;

procedure glLeave2D;
begin
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glPopMatrix;
  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glPopMatrix;

  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
end;

</delphi>

Quand on entre dans le mode 2D, nous enregistrons les matrices en cours et paramétrons les matrices 2D en utilisant la fonction gluOrtho2D. De cette façon si nous dessinons quelque chose sur (un viewport de) 100, 100 cette chose sera dessinée sur exactement 100 Pixels à partir du bord gauche de la fenêtre, et 100 Pixels depuis le bord inférieur (le y positif est vers le haut). En outre , nous interdisons ZBuffer. De cette façon, le texte n'altèrera pas ZBuffer.

Le fait de quitter le mode 2D renvoie juste les anciennes matrices et autorise ZBuffer.

Maintenant, nous pouvons créer la fonction pour dessiner du texte: <delphi>

procedure glWrite(X, Y: GLfloat; Font: Pointer; Text: String);
var
  I: Integer;
begin
  glRasterPos2f(X, Y);
  for I := 1 to Length(Text) do
    glutBitmapCharacter(Font, Integer(Text[I]));
end;

</delphi>

glutBitmapCharacter peut dessiner seulement un caractère de la police de caractères choisie. Le premier paramètre est la police de caractères désirée (GLUT_BITMAP_9_BY_15, GLUT_BITMAP_8_BY_13, GLUT_BITMAP_TIMES_ROMAN_10, GLUT_BITMAP_TIMES_ROMAN_24, GLUT_BITMAP_HELVETICA_10, GLUT_BITMAP_HELVETICA_12 ou GLUT_BITMAP_HELVETICA_18) et l'autre paramètre est le caractère.

Le caractère sera dessiné à la position de trame en cours. Pour placer la position désirée de trame nous appelons la fonction glRasterPos. glRasterPos peut traiter des nombres et des types de paramètres différents juste comme la fonction glVertex. La coordonnée indiquée est transformée par les matrices modèle et de projection pour obtenir la coordonnée 2D là où sera la nouvelle position de trame. Depuis que nous sommes entrés dans le mode 2D , Les coordonnées X et Y sont les coordonnées 2D réelles où le dessin se produira .

Ces nouvelles fonctions vont rendre le dessin du texte très facile: <delphi>

procedure DrawGLScene; cdecl;
begin
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(0, 0, -5);
  glRotatef(GetTotalTime * 10, 0, 0.5, 0.5);

  glColor3f(1, 0, 0);
  glutSolidCube(2);

  glEnter2D;

  glColor3f(0.2, 0.8 + 0.2 * Sin(GetTotalTime * 5), 0);
  glWrite(20, glGetViewportHeight - 20, GLUT_BITMAP_8_BY_13,
    Format('OpenGL Tutorial :: Bitmap Fonts :: FPS - %.2f FPS', [FPS]));

  glColor3f(1, 1, 1);
  glWrite(50, glGetViewportHeight - 60, GLUT_BITMAP_9_BY_15, 'GLUT_BITMAP_9_BY_15');
  glWrite(50, glGetViewportHeight - 90, GLUT_BITMAP_8_BY_13, 'GLUT_BITMAP_8_BY_13');
  glWrite(50, glGetViewportHeight - 120, GLUT_BITMAP_TIMES_ROMAN_10, 'GLUT_BITMAP_TIMES_ROMAN_10');
  glWrite(50, glGetViewportHeight - 150, GLUT_BITMAP_TIMES_ROMAN_24, 'GLUT_BITMAP_TIMES_ROMAN_24');
  glWrite(50, glGetViewportHeight - 180, GLUT_BITMAP_HELVETICA_10, 'GLUT_BITMAP_HELVETICA_10');
  glWrite(50, glGetViewportHeight - 210, GLUT_BITMAP_HELVETICA_12, 'GLUT_BITMAP_HELVETICA_12');
  glWrite(50, glGetViewportHeight - 240, GLUT_BITMAP_HELVETICA_18, 'GLUT_BITMAP_HELVETICA_18');

  glColor3f(0.5, 0.5, 1);
  glWrite(
    glGetViewportWidth - glutBitmapLength(GLUT_BITMAP_9_BY_15, LazText) - 5,
    10, GLUT_BITMAP_9_BY_15, LazText);

  glLeave2D;

  glutSwapBuffers;

  FrameRendered;
end;

</delphi>

BitmapFontsPic1.jpg

Nous dessinons un cube rouge et le faisons tourner, et un peu de texte pour montrer à quel point les diverses polices de caractères d'image ressemblent. La fonction glutBitmapLength est employée pour trouver la largeur des chaînes de caractères ainsi elles pourraient être alignées vers la droite. Le code peut facilement être changé pour centrer le texte .

Note: Voir comment les cubes apparaissent sans lumière.

Téléchargez le code source, l'exécutable linux ou l'exécutable windows depuis le dépôt Lazarus CCR de SourceForge.

Textures

Il est temps d'employer des textures :)

Ce tutoriel montrera comment dessiner les polygones texturisés et comment mélanger des textures en utilisant une technique à plusieurs passages. Puisque OpenGL n'a aucun mécanisme interne pour télécharger des textures, nous emploierons une bibliothèque externe : la bibliothèque Imaging de Vampyre. Nous emploierons juste des fonctions d'aide d'OpenGL, mais vous pouvez trouver cette bibliothèque maniable pour aussi d'autres choses.

Soyons prêt à démarrer... nous créerons une liste d'affichage pour dessiner un rectangle texturisé : <delphi>

procedure CreateList;
begin
  glNewList(LIST_OBJECT, GL_COMPILE);
    glBegin(GL_QUADS);
      glTexCoord2f(1, 0);
      glVertex3f( 2, 2, 0);
      glTexCoord2f(0, 0);
      glVertex3f(-2, 2, 0);
      glTexCoord2f(0, 1);
      glVertex3f(-2,-2, 0);
      glTexCoord2f(1, 1);
      glVertex3f( 2,-2, 0);
    glEnd;
  glEndList;
end;

</delphi> Notez les fonctions glTexCoord. Elles sont utilisées pour indiquer quelle partie de la texture est assignée au sommet. Les coordonnées définies dans ces fonctions vont de 0 à 1 (Les valeurs supérieures à 1 sont permises mais peuvent produire des résultats différents). 0 est le premier Pixel et 1 est le dernier Pixel . Ainsi, 0.5 sera exactement au milieu de la texture.

Le téléchargement de texture est extrêmement aisé avec la bibliothèque Imaging de Vampyre: <delphi>

var
  Tex1, Tex2: GLuint;

procedure InitializeGL;
begin
  glClearColor(0, 0, 0, 0);
  Tex1 := LoadGLTextureFromFile('ashwood.bmp');
  Tex2 := LoadGLTextureFromFile('Flare.bmp');
  glEnable(GL_TEXTURE_2D);
end;

</delphi>

LoadGLTextureFromFile charge une texture depuis un fichier et renvoie son ID. Quand la texture est chargée elle est déjà paramétrée pour le rendu. La dernière ligne autorise juste les textures 2D.

Pour dessiner un polygone texturisé vous devez lier la texture and setup texture coordinations (texture coordinations are set in display list in this tutorial):

<delphi>

  ...
  glLoadIdentity;
  glTranslatef(-5, 0, -15);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Tex1);
  glCallList(LIST_OBJECT);
  ...

</delphi> glBindTexture function is used to select texture. When you draw polygins they will have selected texture on them. It's that easy :)

So, using one texture is easy... but how to blend two textures. Basicly you draw polygon once with one texture, setup blending parameters, and draw polygon once more time with other texture. You can blend houndreds of textures this way. Let's see how code for this looks:

  ...
  glLoadIdentity;
  glTranslatef(5, 0, -15);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Tex1);
  glCallList(LIST_OBJECT);

  glEnable(GL_BLEND);
  glBlendFunc(GL_ZERO, GL_SRC_COLOR);
  glLoadIdentity;
  glTranslatef(5, 0, -15);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Tex2);
  glCallList(LIST_OBJECT);
  glDisable(GL_BLEND);
...

As you can see, polygon is drawn first time like we allready know. Before second drawing we enable blending by calling glEnable(GL_BLEND). Blending means that finall pixel color is calculated like this:

DrawingColor * SRCBLEND + BackgroundColor * DESTBLEND

SRCBLEND and DESTBLEND are defined using glBlendFunc function. In this tutorial we set SRCBLEND to GL_ZERO (zero) and DESTBLENT to GL_SRC_COLOR (DrawingColor) and finall color is then:

DrawingColor * 0 + BackgroundColor * DrawingColor
TexturesPic1.jpg

This means that background will get darker when you draw with dark colors... when you draw with white color, background color will not be changed. The result will look like this

Next time, we'll use extensions to show how to use singlepass multitexturing.

Download source code, linux executable or windows executable from Lazarus CCR SourceForge.

Multitexturing (extensions)

When youknow multipass multi texturing, singlepass is very easy. Texturing is separated in stages. First stage setup and draw first texture, second stage draws another one and so on. All you have to do is to setup texture stages and to render object.

Let's see how code looks like:

procedure InitializeGL;
begin
  Load_GL_ARB_multitexture;
  glClearColor(0, 0, 0, 0);
  Tex1 := LoadGLTextureFromFile('Lazarus.bmp');
  Tex2 := LoadGLTextureFromFile('Mask.bmp');
  glActiveTextureARB(GL_TEXTURE0_ARB);
  glEnable(GL_TEXTURE_2D);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Tex1);
  glActiveTextureARB(GL_TEXTURE1_ARB);
  glEnable(GL_TEXTURE_2D);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Tex2);
end;

First we need load OpenGL extension that will allow us to use multitexture functions. Load_GL_ARB_multitexture will try to load those extensions and will return TRUE if operation was successful.

To select texture stage you want to work on, use glActiveTextureARB function. It takes only one parameter that define which stage you want. After that all texture functions (enabling, disabling, binding, creating...) will affect that stage.

Since we setup every thing in initialization function, all we have to do is to draw object:

procedure DrawGLScene; cdecl;
begin
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(0, 0, -5);

  glBegin(GL_QUADS);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE0_ARB, 1, 0);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE1_ARB, 1, 0);
    glVertex3f(2.516, 2, 0);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE0_ARB, 0, 0);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE1_ARB, 0, 0);
    glVertex3f(-2.516, 2, 0);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE0_ARB, 0, 1);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE1_ARB, 0, 1);
    glVertex3f(-2.516,-2, 0);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE0_ARB, 1, 1);
    glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE1_ARB, 1, 1);
    glVertex3f(2.516,-2, 0);
  glEnd;

  glutSwapBuffers;
end;
MultitexturePic1.jpg

As you can see, difference is only in defining texture coordinations. We now use glMultiTexCoord2fARB function that takes texture stage and texture coordinations. Every thing else is unchanged.

Today almost all graphic cards supports at least 2 texture stages. Using singlepass multitexturing is faster than multipass version since you draw objects only once. If hardware supports singlepass multitexturing (Load_GL_ARB_multitexture returns TRUE) use it.

Download source code, linux executable or windows executable from Lazarus CCR SourceForge.

Render to texture

This one will be short. OpenGL can capture current scene to texture so you can use it for texturing other objects (TV screen, mirror or some thing else). Well just render scene to texture and apply it to rotating plane.

First, we must create empty texture which well use to capture scene:

procedure SetupRenderTexture;
var
  Data: Pointer;
begin
  GetMem(Data, 256*256*3);
  glGenTextures(1, @RenderTexture);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, RenderTexture);
  glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, 256, 256, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, Data);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  FreeMem(Data);
end;

Buffer for 256*256 RGB image is created and it is used to setup 2D texture.

Main part is in drawing function:

procedure DrawGLScene; cdecl;
var
  TotalTime: Single;
begin
  glClearColor(0, 0, 0, 0);
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  glEnable(GL_LIGHTING);
  glDisable(GL_TEXTURE_2D);
  glViewport(0, 0, 256, 256);

  TotalTime := GetTotalTime;

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(0, 0, -5);
  glRotatef(50 * TotalTime, 1, 0, 0);
  glRotatef(100 * TotalTime, 0, 1, 0);
  glRotatef(50 * TotalTime, 0, 0, 1);

  glColor3f(1, 1, 1);
  glutSolidCube(2);

  glCopyTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, 0, 0, 256, 256, 0);

  glClearColor(0.18, 0.20, 0.66, 0);
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  glDisable(GL_LIGHTING);
  glEnable(GL_TEXTURE_2D);
  glViewport(0, 0, AppWidth, AppHeight);

  glLoadIdentity;
  glTranslatef(0, 0, -7);
  glRotatef(20 * TotalTime, 1, 0, 0);
  glRotatef(50 * TotalTime, 0, 1, 0);

  glBegin(GL_QUADS);
    glTexCoord2f(1, 0);
    glVertex3f(2, 2, 0);
    glTexCoord2f(0, 0);
    glVertex3f(-2, 2, 0);
    glTexCoord2f(0, 1);
    glVertex3f(-2,-2, 0);
    glTexCoord2f(1, 1);
    glVertex3f(2,-2, 0);
  glEnd;

  glutSwapBuffers;
end;
RenderToTexturePic1.jpg

First, everything is setup for scene that will be captured. Viewport is reduced to 256*256 so it will fit into texture and scene is drawn. glCopyTexImage2D is used to capture scene to currently selected texture.

When we have scene captured to texture, everything can be cleared again, viewport can be returned to original size and final scene is drawn using previous scene as texture.

P.S. Captured texture can be saved using SaveGLTextureToFile function from Vampyre Imaging Library.

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Vertex array

OpenGL is capable of rendering primitives using data that is stored in buffers insted of calling glVertex. Buffers can be used to define vertex and texture coordinates, and colors (index and RGBA), normals and edge flags.

In this tutorial well use only vertex and color buffers, and we'll show non-indexed and indexed drawing. Non-indexed mode draws buffers as streams. Indexed mode will draw buffer elements in order that is defined in index buffer. But enough talking... let's start coding.

First, let's define some types and constants:

type
  TVertex3f = record
    X, Y, Z: Single;
  end;

  TColor3f = record
   R, G, B: Single;
  end;

  VertexBuffer: array [0..5] of TVertex3f = (
    (X : 1; Y : 1; Z : 0),
    (X : -1; Y : 1; Z : 0),
    (X : -1; Y : -1; Z : 0),
    (X : 1; Y : 1; Z : 0),
    (X : -1; Y : -1; Z : 0),
    (X : 1; Y : -1; Z : 0)
  );
  ColorBuffer: array [0..5] of TColor3f = (
    (R : 1; G : 0; B : 1),
    (R : 0; G : 0; B : 1),
    (R : 0; G : 1; B : 0),
    (R : 1; G : 0; B : 1),
    (R : 0; G : 1; B : 0),
    (R : 1; G : 1; B : 0)
  );

We have two buffers. One for vertex coordinates and one for vertex colors. This 6 vertices defines 2 triangles that forms rectangle.

Drawing primitives using buffers is easy:

  glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
  glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
  glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, @VertexBuffer[0]);
  glColorPointer(3, GL_FLOAT, 0, @ColorBuffer[0]);

  glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, Length(VertexBuffer));

  glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
  glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);

First we enable buffers we want to use using glEnableClientState function. Than we can select buffers we want to use. Every buffer type has own function for selecting (glColorPointer, glEdgeFlagPointer, glIndexPointer, glNormalPointer, glTexCoordPointer, glVertexPointer). First parameter in those functions defines how many numbers every element contains. For example, let's take vertex buffer. If this parameter is 2 than OpenGL expects that every element in buffer contains x and y coordinate. If this parameter is, for example, 4, than every element should contains x, y, z and w coordinate. Next parameter defines what type of data element contains (GL_BYTE, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT, GL_UNSIGNED_SHORT, GL_INT, GL_UNSIGNED_INT, GL_FLOAT or GL_DOUBLE). Next one defines how many bytes are between each element. This way you can have buffer that contains vertex coordinates and some custom data. For arbitrary data type, this parameter can be calculated like this:

type
  TBufferData = record
    DataBefore: TDataBefore;
    Vertex: TVertex;
    DataAfter: TDataAfter;
  end;

Bytes between elements = SizeOf(TDataBefore) + SizeOf(TDataAfter)

Last parameter if pointer to the begginig of buffer.

When buffers are selected we can draw them using glDrawArrays functions. All enabled buffers are used to draw primitives. What kind of polygons are being generated is defined in first parameter (same as in glBegin function). Next two defines subset of buffer which is used for drawing (start and count).

When buffers are not needed you can disable them.

To demonstrate indexed mode, I made some simple mesh class that can load vertex, color and index data from external files:

type
  TMesh = class
  private
    FVertices: array of TVertex3f;
    FColors: array of TColor3f;
    FIndices: array of Integer;
    procedure FreeBuffers;
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure LoadMesh(FileName: String);
    procedure DrawMesh;
  end;

FVertices will contain data about vertices, FColors data about color and FIndices data about indices when external file is loaded.

First we'll write some code that deals with creation and destruction of class:

procedure TMesh.FreeBuffers;
begin
  FVertices := nil;
  FColors := nil;
  FIndices := nil;
end;

constructor TMesh.Create;
begin
  FreeBuffers;
end;

destructor TMesh.Destroy;
begin
  FreeBuffers;
  inherited Destroy;
end;

File that will contain mesh data is simple text file. First row will contain number of vertices and indices separated by space character. After that row will come rows for every vertex and color. X, Y, Z, R, G and B all separated by space character. In the end, there will be rows for indices... every index number is written in its own row... so, for one triangle, data file will look like this:

3 3
-1 -1 0 1 1 1
1 -1 0 1 1 1
0 1 0 1 1 1
0
1
2

This means that there is 3 vertices and 3 indices defined in file. First vrtex is at -1, -1, 0 and has color 1, 1, 1 and so on. Indices defines that order in which vertices are drawn (in this case vertices are drawn in the same order as they are defined).

Code for loading this data will loke like this:

procedure TMesh.LoadMesh(FileName: String);
var
  MeshFile: TextFile;
  VertexCount, IndexCount: Integer;
  iV, iI: Integer;
begin
  FreeBuffers;

  AssignFile(MeshFile, FileName);
  Reset(MeshFile);

  ReadLn(MeshFile, VertexCount, IndexCount);

  SetLength(FVertices, VertexCount);
  SetLength(FColors, VertexCount);
  SetLength(FIndices, IndexCount);

  for iV := 0 to VertexCount - 1 do
    ReadLn(MeshFile,
      FVertices[iV].X, FVertices[iV].Y, FVertices[iV].Z,
      FColors[iV].R, FColors[iV].G, FColors[iV].B);

  for iI := 0 to IndexCount - 1 do
    ReadLn(MeshFile, FIndices[iI]);

  CloseFile(MeshFile);
end;

After loading data, we have everything for drawing:

procedure TMesh.DrawMesh;
begin
  glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
  glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
  glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, @FVertices[0]);
  glColorPointer(3, GL_FLOAT, 0, @FColors[0]);

  glDrawElements(GL_TRIANGLES, Length(FIndices), GL_UNSIGNED_INT, @FIndices[0]);

  glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
  glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
end;

As you can see, allmost everything is the same as for non-indexed drawing, except function that actually draw polygons. In this case we use glDrawElements function. For this one we specify what kind of polygons we want, how many indices are in index buffer, type of data in index buffer and pointer to the beginning of index buffer.

VertexArrayPic1.jpg

Full source code comes with mesh data file that this class can use to generates rectangle that is identical with one that is drawn using non-indexed mode. Mesh data file looks like this:

4 6
1 1 0 1 0 1
-1 1 0 0 0 1
-1 -1 0 0 1 0
1 -1 0 1 1 0
0
1
2
0
2
3

As you can see, there is data for only 4 vertices and 6 indices. So, first triangle is defined by vertices 0, 1 and 2, and the seccond one by vertices 0, 2 and 3. By using indexed mode we don't have to duplicate vertices.

Download source code, linux executable or windows executable from Lazarus CCR SourceForge.