Сообщений 0    Оценка 4        Оценить

OpenGL. Руководство по программированию

Библиотека программиста

Авторы: Д. Шрайнер
М. Ву
Дж. Нейдер
Т. Девис
Издательство: Питер, 2006
624 страницы

Материал предоставил: Издательство ''Питер''

Найти в магазинах

Купить в Озоне (498 руб.)

Купить в издательстве "Питер"

Аннотация

Аннотация

Это 4-е издание признанного бестселлера, посвященного OpenGL и его библиотеке инструментов. В книге описаны все возможности OpenGL и самые значительные приложения, содержится описание базовых методов компьютерной графики, таких как построение и воспроизведение трехмерных моделей, интерактивный просмотр объектов с различных точек наблюдения, использование тонирования, освещения и эффектов текстурирования. Представлено углубленное описание дополнительных методов компьютерной графики: наложение текстур, сглаживание, "туман" и имитация других атмосферных эффектов, сплайны, конвейерная обработка изображений и другие ключевые темы, такие как повышение производительности программ, расширения OpenGL и создание кросс-платформных приложений.

Содержание

Об этой книге

Графическая система OpenGL - это программный интерфейс к графическому оборудованию (GL означает Graphics Library - графическая библиотека). Она позволяет создавать интерактивные программы, которые формируют движущиеся цветные изображения в трехмерном пространстве. С помощью OpenGL вы можете управлять технологиями машинной графики, создавая изображения реальных объектов или воплощая другие плоды вашей фантазии. Это руководство объясняет, как создать OpenGL-программу, результатом работы которой является желаемый визуальный эффект.

Книга состоит из 14 глав. Первые пять глав рассказывают, как строить правильно раскрашенные и освещенные объекты в сцене.

• Глава 1, Введение в OpenGL, коротко описывает возможности OpenGL. Она также содержит простейшую OpenGL-программу и излагает важнейшие программные аспекты, необходимые для понимания следующих глав.
• Глава 2, Управление состоянием и рисование геометрических объектов, посвящена вопросам создания геометрического описания трехмерного объекта, рисуемого в сцене.
  
• Глава 3, Визуализация, описывает процесс преобразования этих трехмерных моделей перед тем, как они будут нарисованы на двухмерном экране. Вы можете управлять преобразованиями для получения желаемого результата.
  
• Глава 4, Цвет, объясняет, как определить цвет и метод заливки, используемые при рисовании объекта.
  
• Глава 5, Освещение, раскрывает, как управлять условиями освещенности вокруг объекта, и описывает реакцию объекта на освещение (то есть как он отражает или поглощает свет). Освещение - это важная тема, поскольку объекты обычно не выглядят трехмерными, пока их не осветят.
  
• Остальные главы рассматривают, как оптимизировать или ввести дополнительные усложнения в вашу трехмерную сцену. Вероятно, вы не сможете оценить все преимущества дополнительных возможностей до тех пор, пока хорошо не освоите OpenGL. Ссылки на эти главы даются в соответствующих местах книги.
  
• Глава 6, Смешивание, сглаживание, туман и отклонение, описывает технологию создания реалистичных изображений: альфа-смешивание (для создания эффекта прозрачности), сглаживание (для устранения зубчатых граней), атмосферные эффекты (для имитации тумана или смога) и смещение многоугольников (для удаления визуальных артефактов при высокой освещенности граней залитых многоугольников).
  
• Глава 7, Cписки отображения, описывает, как сохранить набор команд OpenGL для их повторного использования. Это необходимо для увеличения скорости OpenGL-программ.
  
• Глава 8, Вывод пикселов, битовых образов, шрифтов и изображений, обсуждает работу с двухмерными объектами, такими как битовые образы или изображения. Типичное применение битовых образов - описание символов шрифтов.
  
• Глава 9, Наложение текстур, показывает, как наложить одно-, двух- или трехмерные изображения, называемые текстурами, на трехмерные объекты. Множество удивительных эффектов достигается наложением текстур.
  
• Глава 10, Буфер кадров, описывает все возможные буферы, существующие в OpenGL, и их использование. Буферы применяются для удаления невидимых поверхностей, маскирования, размытия и фокусировки резкости.
  
• Глава 11, Мозаичное представление и поверхности второго порядка, показывает, как использовать функции разбиения и квадрирования в GLU (OpenGL Utility Library).
  
• Глава 12, Вычислители и NURBS, учит работе с дополнительной техникой эффективного построения кривых и поверхностей.
  
• Глава 13, Выбор и обратная связь, объясняет, как используется механизм выбора в OpenGL для выбора объекта на экране. Кроме того, глава рассказывает о механизме обратной связи, позволяющем осуществлять доступ к информации, которую OpenGL выводит при прорисовке и которую можно использовать при рисовании сцены.
  
• Глава 14, Теперь, когда вы знаете многое, дает информацию о нестандартном использовании OpenGL для получения интересных результатов. Эти приемы выработаны за годы с момента появления OpenGL и его предшественницы IRIS Graphics Library от Silicon Graphics.
  

Кроме того, книга содержит несколько приложений, которые могут вам пригодиться.

• Приложение А, Порядок выполнения операций, дает технический обзор выполнения операций OpenGL, краткое их описание в порядке, в котором они выполняются при запуске программы.
  
• Приложение Б, Параметры состояния содержит список параметров, используемых в OpenGL, и описывает их значения.
  
• Приложение В, OpenGL и оконные системы кратко обозревает библиотеку, управляющую оконными операциями. В нем обсуждаются оконные интерфейсы X Window System, Apple MacIntosh, IBM OS/2 и Microsoft Windows.
  
• Приложение Г, Основы GLUT: инструментальный набор пакета разработчика OpenGL рассматривает библиотеку, управляющую операциями оконной системы. Библиотека GLUT - машинно-независимая, и она позволяет создавать более короткий и понятный программный код.
  
• Приложение Д, Вычисление векторов нормалей объясняет, как вычислить векторы нормалей для различных типов геометрических объектов.
  
• Приложение Е, Однородные координаты и матричные преобразования, акцентирует внимание на математических операциях, скрытых за матричными преобразованиями.
  
• Приложение Ж, Приемы программирования, содержит несколько основанных на замыслах проектировщиков OpenGL советов по программированию, которые вы можете счесть полезными.
  
• Приложение З, OpenGL и инвариантность, уточняет, когда и где при выполнении OpenGL-программ должны генерироваться точные значения пикселов согласно спецификации OpenGL.
  

Наконец, небольшой словарь определяет ключевые термины, встречающиеся в этом руководстве.

Что нового в этом издании

Четвертое издание OpenGL Programming Guide включает в себя новый и обновленный материал, относящийся к OpenGL версий 1.3 и 1.4:

Новые возможности OpenGL 1.3:

• мультивыборка;
• строковый порядок матриц;
• расширенное текстурирование, включая ''кубические'' текстуры, сжатые текстурные изображения, новые методы режима текстурирования (GL_ADD и GL_COMBINE) и новый метод сжатия текстур (GL_CLAMP_TO_BORDER).

Новые возможности OpenGL 1.4:

• многократное рисование массива вершин;
• спецификация положения растра, основанная не на внешних, а на оконных координатах;
• новая функциональность смешивания (blending), в том числе разделение RGB и альфа-смешивание;
• координаты тумана, которые могут быть однозначно связаны с вершинами;
• параметры точки, управляющие атрибутами отрисовки точечных примитивов;
• вторичный цвет для приложений с посттекстуризацией;
• новые возможности текстурирования, такие как уровень детализации для MIP-текстур, автоматическое восстановление MIP-текстур, режим текстурирования GL_MIRRORED_REPEAT и глубина текстур;
• операции, которые позволяют ''оборачивать'' трафарет вокруг объекта, а не только привязывать его к минимальному и максимальному значениям.

Ядро OpenGL было обновлено и приведено в соответствие с набором возможностей мультитекстурирования.

Исправлены ошибки.

Что необходимо знать перед прочтением

Для того чтобы понимать содержание книги, нужно уметь программировать на языке C и иметь начальные знания по математике (геометрии, тригонометрии, линейной алгебре, дифференциальному исчислению и дифференциальной геометрии). Даже если у вас небольшой опыт в компьютерной графике или его нет совсем, вам должно быть понятно большинство разделов книги. Конечно, машинная графика - неисчерпаемая тема, поэтому вы можете дополнительно прочитать следующие материалы:

• Computer Graphics: Principles and Practice by James D. Foley, Andries van Dam, Steven K. Feiner, and John F. Hughes (Addison-Wesley, 1990). Эта книга - энциклопедия компьютерной графики. В нее входит огромное количество информации, но лучше читать ее, уже обладая опытом работы в этой области.
• 3D Computer Graphics by Andrew S. Glassner (The Lyons Press, 1994). Книга дает короткое нетехническое введение в компьютерную графику. Она больше ориентирована на визуальные эффекты, чем на технические проблемы их получения.

Другое замечательное место, где вы можете получить практически любую информацию, - официальный веб-сайт OpenGL. На этом сайте находятся документация, консультации и новости. Это то место, откуда стоит начинать искать ответ на любой вопрос, возникающий при работе с OpenGL. Сайт расположен по адресу: http://www.opengl.org/.

Если вы начинаете программировать с использованием OpenGL, вам наверняка пригодится руководство OpenGL Reference Manual, подготовленное Architecture Review Board (изданное Addison-Wesley), которое было создано как дополнение к данной книге. Это справочное руководство смотрит на операции OpenGL с технической стороны; от информации, описывающей геометрические объекты, до получения изображения на экране. В нем также имеется полное описание всего набора команд OpenGL - аргументы функций, значения по умолчанию и коды возврата. Многие реализации OpenGL предоставляют интерактивный доступ к аналогичному материалу в виде руководства или другого справочного материала, который является более современным. Также много информации можно найти в Интернете; посмотрите на уже упомянутом официальном веб-сайте OpenGL.

OpenGL - по-настоящему аппаратно-независимая спецификация интерфейса программирования, работающая на различном оборудовании. Это руководство рассказывает, как программировать, используя любую реализацию OpenGL. Однако поскольку реализации могут сильно различаться, например по производительности и по дополнительным возможностям, возможно, вам захочется найти соответствующую документацию. Кроме того, наверное, вы пожелаете воспользоваться дополнительными относительно вашей реализации инструментами, пакетами разработчика, другими программными и отладочными средствами, виджетами, примерами программ и презентациями.

Как получить примеры программ

В книге содержится множество примеров программ, показывающих использование различных технологий OpenGL. Эти программы созданы с помощью OpenGL Utility Toolkit (GLUT) Марка Килгарда (Mark Kilgard). Документацию по GLUT его же авторства можно найти в OpenGL Programming for the X Window System (издательство Addison-Wesley, 1996). За информацией по работе с GLUT обращайтесь к разделу ''Библиотеки, связанные с OpenGL'' главы 1 и приложению Г. Если у вас есть доступ в Интернет, вы можете получить исходные коды примеров программ и GLUT на анонимных FTP-серверах.

Исходные коды примеров программ из этой книги находятся по следующим адресам (выберите нужный файл в зависимости от архиватора, установленного в вашей системе):

• ftp://ftp.sgi.com/opengl/opengl14.tar.Z
• ftp://ftp.sgi.com/opengl/opengl14.tgz
• ftp://ftp.sgi.com/opengl/opengl14.zip

Используйте соответствующие инструменты для распаковки и извлечения исходного кода из полученных файлов.

Исходные коды Марка Килгарда для GLUT (для Microsoft Windows или X Windows) доступны по адресу:

http://www.opengl.org/developers/documentation/glut/index.html

Многие реализации OpenGL также содержат примеры. Эти исходные коды, скорее всего, являются лучшими для вашей реализации, оптимизированными под нее. Где их взять, вы узнаете из документации для вашей версии OpenGL.

Обучающие программы по OpenGL от Нэйта Робинса

Нэйт Робинс (Nate Robins) написал комплект программ, обучающих основам программирования в OpenGL. Они предоставляют пользователю возможность изменения аргументов функций и наглядную демонстрацию результата изменения. В их число входят примеры по преобразованиям, освещенности, туману и текстурированию. Эти прекрасные небольшие примеры созданы с помощью уже упомянутой GLUT. Их исходные тексты можно получить на странице:

http://www.xmission.com/~nate/tutors.html

От издателя перевода

Ваши замечания, предложения и вопросы отправляйте по адресу электронной почты: mailto:comp@piter.com (издательство ''Питер'', компьютерная редакция).

Мы будем рады узнать ваше мнение!

Все исходные тексты программ, приведенные в книге, а также цветные рисунки к книге вы найдете по адресу: http://www.piter.com/download.

На веб-сайте издательства http://www.piter.com представлена подробная информация о других наших книгах.

Сообщений 0    Оценка 4        Оценить