Introdução à Opengl com Java

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SCC0250 - Computação Gráca

Prof. Fernando V. Paulovich

http://www.icmc.usp.br/~paulovic paulovic@icmc.usp.br

Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) Universidade de São Paulo (USP)

3 de março de 2013

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Sumário

1 Instalando

2 OpenGL

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Introdução à Opengl com Java Instalando

Sumário

1 Instalando

2 OpenGL

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Instalando Plug-in Netbeans

Instale o Netbeans http://netbeans.org/

Faça download e instale o plug-in NetBeans OpenGL Pack http://plugins.netbeans.org/PluginPortal/faces/

PluginDetailPage.jsp;jsessionid=

92dc9baf4c97e0db77c57dbc8a32?pluginid=3260 Ferramentas -> Plug-ins -> Baixados -> Adicionar plug-ins

Desabilitar a instalação de GLSL editor e GLSL Compiler editor support

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Introdução à Opengl com Java Instalando

Utilizando Bibliotecas

Outra forma de usar a JOGL é incluindo as bibliotecas necessárias

gluegen-rt.jar jogl.jar

E deixar visível as DLLs correspondentes (o mesmo vale para Linux)

glu32.dll gluegen-rt.dll glut32.dll jogl.dll opengl32.dll jogl_awt.dll jogl_cg.dll

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Sumário

1 Instalando

2 OpenGL

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Introdução à Opengl com Java OpenGL

Introdução

Application Programming Interface (API)

Coleção de rotinas que o programador pode chamar

Modelo de como estas rotinas operam em conjunto para gerar grácos

Programador enxerga apenas a interface

Não precisa lidar com aspectos especícos do hardware ou idiossincracias de software no sistema gráco residente (independente do dispositivo)

Oferece suporte para gerar e exibir cenas 3D complexas, e também para grácos 2D simples

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OpenGL

Ambiente p/ escrever e executar programas grácos Monitor (tela) + biblioteca de software para desenhar primitivas grácas na tela

API pode ser vista como uma caixa preta

Entradas: Chamadas a funções da biblioteca feitas pelo programa do usuário; Medidas fornecidas por dispositivos de entrada; etc

Saídas: Os grácos exibidos no monitor

Descrita em termos das funções que disponibiliza

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API OpenGL

Programa

Em geral, trabalha com um sistema de janelas (window system)

Inicializações: modo de exibição (display mode), janela de desenho e sistema de coordenadas de referência (associado à janela)

API oferece centenas de funções...

Diferentes funcionalidades Funções primitivas: o que Funções de atributos: como ...

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Programação Dirigida a Eventos

Direcionada a eventos (event-driven)

programa responde a eventos: clique do mouse, tecla pressionada, redimensionamento da janela

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Estados do OpenGL

OpenGL rastreia diversas variáveis de estado

Tamanho atual de um ponto, cor de fundo da janela, cor do desenho, etc.

O valor corrente permanece ativo até que seja alterado Tamanho de ponto: glPointSize(3.0)

Cor de desenho: glColor3f(red, green, blue) Cor de fundo: glClearColor(red, green, blue, alpha)

Limpar janela: glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT) os bits do color buer serão modicados para a cor de fundo

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Programando

OpenGL é utilizada junto com outras bibliotecas auxiliares OpenGL Utility (GLU): denir a visão, matrizes de projeção, aproximação poligonal, desenho de superfícies, etc

OpenGL Utility Toolkit (GLUT): dene o sistema de janelas, e outras funções de desenho de superfície

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Programando

Implementar a interface GLEventListener, responsável pelo desenho e outras funções

1 public classRendererimplementsGLEventListener { 2

3 public voidinit(GLAutoDrawable drawable) { 4 //inicializar o sistema

5 }

6

7 public voiddisplay(GLAutoDrawable drawable) { 8 //função de desenho

9 }

10

11 public voidreshape(GLAutoDrawable drawable,intx,int y,int←- width,int height) {

12 //função de redimensionamento

13 }

14

15 public voiddisplayChanged(GLAutoDrawable drawable,boolean←- modeChanged,booleandeviceChanged) {

16 //função para mudança no display }

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Programando

Registrar o ouvinte em um painel e adicioná-lo em uma janela

1 //acelera o rendering

2 GLCapabilities caps =newGLCapabilities();

3 caps.setDoubleBuffered(true);

4 caps.setHardwareAccelerated(true);

5

6 //cria o painel e adiciona um ouvinte GLEventListener

7 GLCanvas canvas =new GLCanvas(caps);

8 canvas.addGLEventListener(new Renderer());

9

10 //cria uma janela e adiciona o painel

11 JFrame frame =new JFrame("Aplicação JOGL Simples");

12 frame.getContentPane().add(canvas);

13 frame.setSize(400, 300);

14 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

15

16 //inicializa o sistema e chama display() a 60 fps

17 Animator animator =new FPSAnimator(canvas, 60);

18 frame.setLocationRelativeTo(null);

19 frame.setVisible(true);

20 animator.start();

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Programando

Dene o método de inicialização

1 public void init(GLAutoDrawable drawable) {

2 GL gl = drawable.getGL();

3

4 gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); //dene cor de fundo

5 gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION); //carrega a matriz de projeção

6 gl.glLoadIdentity(); //lê a matriz identidade

7

8 GLU glu = new GLU();

9 glu.gluOrtho2D(0.0, 200.0, 0.0, 150.0); //dene projeção ortogonal 2D

10 }

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Programando

O pipeline da OpenGL é sempre 3D, mas é possível criar desenhos 2D, denindo

glMatrixMode(GL_PROJECTION) gluOrtho2D(0.0, 200.0, 0.0, 150.0)

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Programando

OpenGL permite desenhar grácos de modo independente do dispositivo

É possível especicar o Sistema de Coordenadas do Mundo (ponto utuante) onde os objetos são denidos

Os elementos são traçados no Sistema de Coordenadas do Dispositivo, ou Sistema de Coordenadas da Tela (inteiro)

O mapeamento entre esses sistemas de coordenadas é feito de forma transparente pela OpenGL

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Programando

Dene o método de desenho

1 public void display(GLAutoDrawable drawable) {

2 GL gl = drawable.getGL();

3

4 gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT); //desenha o fundo (limpa a janela)

5 gl.glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); //altera o atributo de cor

6

7 gl.glBegin(GL.GL_LINES); //desenha uma linha

8 gl.glVertex2i(10, 10);

10 gl.glEnd();

11

12 gl.glFlush(); //processa as rotinas OpenGL o mais rápido possível

13 }

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Primitivas

Primitivas básicas

Pontos, linhas, poli-linhas, polígonos (GL_POINTS, GL_LINES, GL_POLYGON, etc.)

Para descrever um objeto, uma lista de vértices é informada

1 gl.glBegin(GL_POINTS);

2 gl.glVertex2i(100, 50); // desenha 3 pontos

5 gl.glEnd();

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Primitivas

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Outras Primitivas: Poli-linhas e Polígonos

Poli-linha: GL_LINE_STRIP, GL_LINE_LOOP seqüência de linhas conectadas... fechada ou não Outras primitivas

GL_TRIANGLES GL_QUADS

GL_TRIANGLE_STRIP GL_TRIANGLE_FAN GL_QUAD_STRIP

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Outras Primitivas: Poli-linhas e Polígonos

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Exercício

Fazer um programa que desenhe alguma imagem 2D Esse programa deve possibilitar fazer zoom e pan