GUIA DE BASICO DE OPENGL 1 Intro ntrodu ducc cciion gene genera rall OpenGL OpenGL esta definido definido como "Una interfaz de software software para equipo equipo físico de gráficos", gráficos", son gráficos de 3D y bibliotecas de modelado, que son de forma portátil y muy rápida. Con OpenGL se puede crear gráficos de 3D elegantes y muy atractivos al igual que anim animac acio ione ness de tipo tipo real realid idad ad virt virtua ual, l, con con la cali calida dad d visu visual al de un traz trazad ador or de animaciones. La ventaja más grande para usar OpenGL es el uso de instrucciones, estas instrucciones son muy amigables para un principiante. OpenGL se ha desarrollado muy rápida rápidamen mente, te, ya que otros otros distri distribui buidor dores es y diseñad diseñadore oress de gráfic gráficos os han aportad aportado o su expe experi rien enci ciaa y prop propie ieda dad d inte intele lect ctual ual para para desar desarro roll llar ar proy proyect ectos os para para obse observ rvar ar el funcionamiento de OpenGL. OpenGL no es un lenguaje de programación en C ó C++. Mas bien es una herramienta que en términos de tecnología de programación se llama API (application program interface). Es un conjunto de librerías de ejecución escritos en lenguaje C, que lo proporciona de una forma precompilada y más sencilla. Cuando un programa esta escrito en OpenGL, se hace uso de llamadas de una de las funcio funciones nes de OpenG OpenGL, L, la puesta puesta de funcio funcionam namien iento to de un sistema sistemass operati operativo vo (por (por ejem ejempl plo o el siste sistema ma opera operati tivo vo Wind Window owss de Micr Microso osoft ft ) efect efectúa úa las las func funcio ione ness de representación gráfica de 3D y de presentaciones en realidad virtual, la cual usted ve los resultados en su ventana al realizar una aplicación. Los pasos para poner sus herramientas de compilador y vincularse a las bibliotecas de Open OpenGL GL corre correct ctas, as, se desv desvía ían n de herr herram amie ient ntaa a herra herrami mien enta ta y de plat platafo aform rmaa a plataforma. Todo depende de algunas instrucciones graduales para Windows, Macintosh y Linux. En este caso nosotros utilizaremos el sistemas operativo Windows XP de Microsoft, sea cual se la versión, se mencionara el funcionamiento de algunas bibliotecas, la biblioteca enlaces dinámi dinámicos cos de opengl32 opengl32.dl .dlll, ubic de enlaces ubicad ado o en el dire direct ctor orio io de sist sistem emaa de Windows. Sobre la mayoría de las plataformas, la biblioteca de OpenGL es acompañada por la biblioteca de servicio público de OpenGL (GLU), que sobre el Windows está el glu32.dll, también ubicado en el directorio de sistema. GLU incluye funciones más complejas programadas mediante el GL por ejemplo: definir un cilindro o un disco con un solo comando, también contiene funciones para trabajar con "splines" y operaciones con matrices. Otros comandos de GLU permiten crear conos, tazas de té y muchos más. Hay algunos prototipos para todas funciones de OpenGL, los tipos y las macros son contenidos (por la convención) en el archivo de encabezamiento gl.h. Si su programa usa usa las las func funcio ione ness de bibl biblio iote teca ca glu32.dll ento entonc nces es se requ requie iere re el arch archiv ivo o de encabezamiento glu.h. Estos archivos están generalmente ubicados en un directorio especial en su ruta de inclusión. Por ejemplo, las siguientes instrucciones muestran las formas típicas de encabezamientos iniciales para un programa común de Windows que usa OpenGL:
#include
ó #include
ó
#include
2 Importación de los ejemplos de OpenGL de libros de texto al Visual Studio Los pasos principales para importar un ejemplo son:
I. Ubicación de ficheros y librerías 1. ubicar archivos de cabecera 2. ubicar archivos estáticas 3. ubicar archivos dinámicos II. utilización de un proyecto de OpenGL trabajando con VisualStudio III. adaptar el código fuente del ejemplo. las cuales se mencionaran mas delante cada una de ellas. Se puede trabajar con OpenGL utilizando cualquier plataforma, ya que las librerías existen dentro de Windows y en Linux . GL y GLU: ya mencionadas en capitulo anterior. Es importante subrayar que esas librerías son independientes de una plataforma. GLUT: Esta librería nos sirve para que haya una comunicación entre el programa base de OpenGL y el sistemas operativo Windows. Permite utilizar funciones para el tratamiento de ventanas, teclado y ratón.
I. Ubicación de ficheros y librerías Para el uso de OpenGL se mencionara en como utilizar básicamente una aplicación de OpenGL, se dividen en dos Partes. La 1ª Parte es una serie de pasos en buscar descargas y/o instalar las bibliotecas de funciones gl, glu y glut de OpenGL. La 2ª Parte es la sección de pasos de cómo adaptar un programa escrito en openGL para ambiente de desarrollo Visual Studio.
1ª. Parte Hay dos pasos muy sencillos que son necesarios las cuales son indispensables:
Paso I.En Visual Studio ya se encuentran integrados los ficheros de Cabecera, las bibliotecas dinámicas y las bibliotecas estáticas esto es para el uso de OpenGL. Para actualizar o integrar los ficheros y las bibliotecas en caso de que no existan dichos archivos en
Visual Studio. De la red hay que descargas los Ficheros de cabecera, Bibliotecas dinámicas y Bibliotecas estáticas necesarias. La direcciones (vigentes a la fecha de escritura del instructivo actual) que se sugieren son las siguientes: http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/glut_downloads.php http://www.xmission.com/~nate/glut.html y descargar el archivo que tiene el nombre siguiente: glut-3.7.6-bin.zip (117 KB)
Paso II.- En este paso se mencionaran en donde se encuentran comúnmente los ficheros y las librerías Los ficheros y las bibliotecas ya forman parte y automática del visual Studio al igual del sistema de Windows. Pero en caso de que no se encuentre en el directorio de sistema Windows, por medio del Internet se descarga para su instalación respectiva de los ficheros, a continuación se dan unos ejemplos de las rutas para la instalación de las librerías y ficheros.
1. ubicar archivos de cabecera. ▬ Las librerías de funciones donde se genera las imágenes a partir de modelos 3D y más otras librerías auxiliares. Ficheros de cabecera: gl.h, glut.h y glu.h copiarlos y pegarlos en las extensiones de:
. . . \ Microsoft Visual Studio 8\VC \PlatformSDK\include\ gl Nota: La manera de sustituir el simbolo "..." en esa ruta para completarla depende de donde y en que unidad se haya instalado el Visual Studio. Por ejemplo puede ser en la unidad C: o D: o F o algún otro esto lo define el usuario.
2. ubicar archivos estáticos. ▬ Para las bibliotecas estáticas copiar los archivos opengl32.lib, glu32.lib y glut.lib y pegarlos en: ... \ Microsoft Visual Studio 8\VC \PlatformSDK\lib
(Ver la Nota anterior respecto la sustitución del símbolo "...")
3. ubicar archivos dinámicos. ▬ Para las Bibliotecas dinámicas: opengl32.dll, glu32.dll, glut32.dll, copiar y pegar en: ...WINDOWS \ system32 Ya mentado posteriormente, para estar en la carpeta de system32 depende de la unidad de disco donde se haya instalado Windows XP, Windows 98 o algún otro, como por ejemplo: C: \WINDOWS \ system32.
2º. BLOQUE
Uso ilustrativo básico de Visual Studio 2005 para aplicaciones de OpenGL
Paso A.- En el menú de Inicio se ejecuta y se abre la aplicación de Microsoft Visual Studio 2005, en la Figura 1 aparece la ventana que se muestra en la imagen cuando se ejecuta por primera vez Microsoft Visual Studio 2005.
Figura 1
Paso B.- Para empezar a usar por primera vez Microsoft Visual Studio y se quiera realizar un pequeño proyecto, primero se hace lo siguiente, se da clic en el menú de File y se sigue el siguiente paso.
File
Project como se ve en la Figura 2
Figura 2
Paso C .- Una vez hecho esto, aparece el siguiente recuadro como en la Figura 3.
Figura 3 Cuando aparezca este recuadro hay que dar las especificaciones; : sustituir con el nombre que uno desee darle. Location: se le da la dirección en donde tiene que guardar dicho documento.
Paso D.- Enseguida se realiza lo siguiente, hay que identificar a Win32 Console Application, como se muestra en la Figura 4
Figura 4 Ya hecho esto se le da click en OK.
Paso E: En las figura 5 se muestra esta figura, solo se le da clic en Next.
Figura 5
En la Figura 6 mostrada se respeta las asignaturas de da de forma automática, no se modifica nada, se dejan así como están y se le da click en Finish.
Figura 6
Ya realizado lo anterior, ya esta listo pasa crear su programa de openGL. En la figura se muestra la ventana de aplicación en la que se deberá utilizar para las instrucciones correspondientes para su aplicación de OpenGLcomo en la Figura 7.
Figura 7
Se tienen que visualizar en su parte derecha que hayan generado los archivos como en la Figura 8
Figura 8
Paso F: El siguiente paso es para haya reconocimiento de las librerías y aplicaciones que necesita para el programa de openGl y no haya surgimiento de muchos errores. Conforme a la figura 9 hay que realizar lo siguiente secuencia. File
Add
Existing Web Site…
Figura 9
Después hay que ir a la dirección de donde se encuentra las extensiones .h
Figura 10
Cuanto aparezca la imagen como ya mostrada anteriormente en la figura 10, hay que hacer lo siguiente, en: File System: (unidad donde este instalada Windows, típica en C: \Archivos de Programa Microsoft Visual Studio 8 \VC \ PlatformSDK \ Include \ gl por ultimo hay que hacer click en la extensión de gl
Como se muestra en la figura 11, 12 y 13
Figura 11
\
Figura 13
Figura 13
Un click en abrir ( Open ) y que ahí se encuentran las directivas de extensión *.h, que son gl.h, glu.h, glut.h, glaux.h, estos son primordiales para los programas de openGL , en la ventana del lado izquierda deben de aparecer las directivas mencionadas Solution anteriormente, esto es donde esta nombrada: "NombreDeSuProyecto.cpp"(2 projects), semejante a la figura 14.
Figura 14.
Una vez realizado estos pasos se presentara un ejemplo para que se tenga idea de que es OpenGL y observar cuales son las aplicaciones que se realizan.
II. Utilización de un proyecto de OpenGL trabajando con Visual Studio
Como primer ejemplo se proporciona un programa que se muestra a continuación, copiar su programa y pegarlo en el programa "NombreDeSuProyecto.cpp" creado automáticamente por el Wizard de los proyectos, cuyo nombre fue introducido por usuario en el Paso C. El programa debe situarse debajo de #include ``stdafx.h´´ esto se visualiza en la figura 14. En la figura 14 se puede ver que esta marcado de color azul lo que se tiene automáticamente en el programa "NombreDeSuProyecto.cpp", esto antes de realizar cambios.
Figura 15
Ejemplo 1: Un p rograma que requiere adaptación
III.- adaptar el código fuente del ejemplo Hay dos opciones para adaptar el código fuente del Ejemplo 1 al programa "NombreDeSuProyecto.cpp". La primera opción es una adaptación del fragmento de ´´ NombreDeSuProyecto.cpp´´ , que debe hacer en: int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { return 0; }
En ella incluye los siguientes pasos: Primero lo que ha que hacer es copiar la ultima parte del programa que esta a partir de: int main(int argc, char** argv), y pegarlo antes de return 0;. Quedando de la siguiente manera: //Prueba 1.ccp : Defines the e ntry point for the console application. // int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { return 0; }
La parte que esta de color rojo se deben de poner diagonales al inicio de cada línea de instrucciones para que estos se muestren en forma de texto. Y las instrucciones que están de color azul hay que realizarles algunos cambios, como son los siguientes dos líneas de instrucciones: camb g l lu t I i ( n c g r a & iarlo por ►g
;
)
v
g
r
Hay que observar que solo se le agrega (char **). ►g c p *o l r utC n di W e taer
b
ma )
Para este otro solo se le agrega (char *).
Mostrándose la figura 16 la forma que debe observarse al final de programa en la ventana de aplicación.
La segunda opcion es que en que el programa tambien puede funcionar sin hacer ningun cambio que se menciono anteriormente, sin quitar o agregar otra cosa, dejarlo en su forma original, se hace mencion de estos cambios ya que despues seran de utilidad ante otros programas.
Otro cambio basico que se tiene que realizar al programa, que es fundamental, independientemente que opcion de utilize, en las primeras tres lineas de intrucciones, como se muestran a continuacion, copiar y cortar:
#include #include #include
Estas instrucciones hay que archivo stdafx.h, esto se la parte izquierda debajo de tiene por nombre Header visualiza en la figura
pagarlos en encuentran en la carpeta que Files, como se
Darle doble click →→
Al realizar todos los pasos dados, ya esta preparado para ejecutar el programa, para ejecutarlo primero hay que compilar. Por lo tanto hay que hacer la siguiente secuencia: Buil → Buil Solution una vez que se haya mostrado que no hay errores y que haya compilado el programa, se ejecuta el programa con: Debug → Start Debugging
Con esto ya se muestra la ejecución del programa.
A continuación se proporcionan dos programas más de aplicación para OpenGL siguiendo los procedimientos anteriores.
Programa_2: Planetary System: planet.c
//Defines the entry point for the console application. #include "stdafx.h"
static int year = 0, day = 0; void init(void) { glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); glShadeModel (GL_FLAT); } void display(void) { glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f (1.0, 1.0, 1.0); glPushMatrix(); glutWireSphere(1.0, 20, 16); /* draw sun */ glRotatef ((GLfloat) year, 0.0, 1.0, 0.0); glTranslatef (2.0, 0.0, 0.0); glRotatef ((GLfloat) day, 0.0, 1.0, 0.0); glutWireSphere(0.2, 10, 8); /* draw smaller planet */ glPopMatrix(); glutSwapBuffers(); } void reshape (int w, int h) { glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode (GL_PROJECTION); glLoadIdentity (); gluPerspective(60.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 20.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0); } void keyboard (unsigned char key, int x, int y) { switch (key) { case 'd': day = (day + 10) % 360; glutPostRedisplay(); break; case 'D': day = (day - 10) % 360; glutPostRedisplay(); break; case 'y': year = (year + 5) % 360; glutPostRedisplay(); break; case 'Y': year = (year - 5) % 360; glutPostRedisplay(); break; default: break; } } //int main(int argc, char** argv) //{ //glutInit(&argc, argv); //glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB); //glutInitWindowSize (500, 500); //glutInitWindowPosition (100, 100); //glutCreateWindow (argv[0]); //init (); //glutDisplayFunc(display); //glutReshapeFunc(reshape); //glutKeyboardFunc(keyboard); //glutMainLoop(); //return 0; //}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
glutInit(&argc, (char **)argv); glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB); glutInitWindowSize (550, 550); glutInitWindowPosition (100, 100); glutCreateWindow ((char *)argv[0]); init (); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); //glutMouseFunc(mouse); glutMainLoop(); return 0; }
En el archivo stdafx.h debe de visualizarse de esta forma: // stdafx.h : include file for standard system include files, // or project specific include files that are used frequently, but // are changed infrequently //
#pragma once #define WIN32_LEAN_AND_MEAN // Exclude rarely-used stuff from Windows headers #include #include // TODO: reference additional headers your program requires here #include //#include //#include #include
Si no se encuentra de esta forma realize los cambios correspondientes.
Programa_3: Drawing a Lit Sphere: light.c void init(void) { GLfloat mat_specular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 }; GLfloat mat_shininess[] = { 50.0 }; GLfloat light_position[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 }; glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 1.0); glShadeModel (GL_SMOOTH); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position); glEnable(GL_LIGHTING); glEnable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_DEPTH_TEST); } void display(void) {
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glutSolidSphere (1.0, 20, 16); glFlush (); } void reshape (int w, int h) { glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode (GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); if (w <= h) glOrtho (-1.5, 1.5, -1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0); else glOrtho (-1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); } int main(int argc, char** argv) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH); glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100); glutCreateWindow (argv[0]); init (); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutMainLoop(); return 0; }
el archivo stdafx.h debe de visualizarse de esta forma: // stdafx.h : include file for standard system include files, // or project specific include files that are used frequently, but // are changed infrequently // #pragma once
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN // Exclude rarely-used stuff from Windows headers #include #include // TODO: reference additional headers your program requires here //#include //#include #include
