Схема простой программы.

Общая схема формирования сцены с помощью библиотеки OpenGL будет включать в себя следующие этапы:

1. Инициализация библиотеки;

2. Задание общих параметров сцены;

3. Очистка буфров;

4. Задание параметров фрагмента сцены;

5. Вывод описания фрагмента;

6. Повторение пунктов 4 и 5 до полного формирования сцены;

7. Переключение буферов кадра. Для случая двойной буферизации;

8. Закрытие библиотеки.

 

При инициализации библиотеки обязательно устанавливается связь с устройством вывода, обычно это окно, предоставляемое операционной системой. Для нормальной работы необходимо получить контекст устройства, настроить для него параметры, связанные с обработкой пикселей, создать контекст воспроизведения OpenGL и установить его текущим для данного устройства.

Мы не будем вникать в детали такой настройки и ограничимся использованием процедуры InitOpenGL из библиотеки GLU.

Как мы уже знаем, большинство переменных состояния конвейера имеет значение по умолчанию и изменение их значений можно производить только при необходимости. Однако, ряд свойств требует обязательной настройки. Прежде всего, это поле вывода и окно. От данных свойств, как вы знаете, зависит выполнение геометрических преобразований в конвейере. Поле вывода задается явно, специальной командой glViewPort. Окно преобразования определяется неявно в команде, определяющей тип проекции. Более того, поскольку библиотека рассчитана на работу с объемом, окно самостоятельно не определяется и не используется, оно является составной частью определения видимого объема при задании проекции. Команда задания проекции обычно формирует проекционную матрицу и если не задать проекцию, то проекционная матрица останется единичной, как это и определено для матриц. В результате этого переход в видовые координаты будет произведен не верно и изображение окажется вывернутым.

Значения этих свойств, как впрочем, и любых других, могут изменяться программистом в ходе формирования сцены. Другими свойствами, часто устанавливаемыми для всей сцены в целом, являются характеристики источников света, цвет фона и т.п.

Собственно процесс формирования сцены сводится к описанию составляющих ее объектов в терминах примитивов OpenGL. Перед заданием описания примитива вы можете изменять любые свойства конвейера, чтобы достичь желаемого внешнего вида и положения объекта на сцене.

Обратим особое внимание на определение положения объектов. Вы можете рассчитать координаты вершин, образующих объекты сцены, в мировой системе координат и таким образом избежать процесса сборки сцены. Но такой подход имеет два существенных недостатка:

· Большой объем предварительных вычислений, выполняемых вручную;

· Сложность изменения взаимного расположения объектов сцены. При любом изменении требуется перерасчет координат всех вершин, определяющих объект.

Рассмотрим реализацию процесса сборки сцены с помощью конвейера OpenGL. Композиция всех геометрических преобразований, определяемых пользователем, накапливается в матрице модельно-видового преобразования. Следовательно, можно сказать, что связь между мировой координатной системой и координатной системой, в которой будет описываться вывод в данной точке программы, определяется состоянием матрицы видового преобразования (композицией преобразований накопленных в матрице к моменту достижения данной точки программы). Например, если мы выполним команду glLoadIndentity, предварительно установив текущей матрицу видового преобразования, то можно сказать, что вывод будет производиться в координатной системе, совпадающей с мировой. Если после этого с помощью команды glTranslate сформировать преобразование переноса на вектор T, то вывод будет осуществляться в новой координатной системе, начало которой сдвинуто относительно начала мировой системы координат на вектор Т.

Таким образом, каждое геометрическое преобразование, определенное в программе можно рассматривать как переход к новой координатной системе (в некоторых источниках для таких систем используется термин фрейм). Часто взаимосвязь между координатными системами устанавливается с помощью последовательности геометрических преобразований поворота, переноса и масштабирования. В этом случае всю последовательность можно рассматривать как один переход, игнорируя не используемые промежуточные системы.