Разработка приложений с применением OpenGL [Оберон / Компонентный Паскаль / Вики]

Эта страница только для чтения. Вы можете посмотреть её исходный текст, но не можете его изменить. Сообщите администратору, если считаете, что это неправильно.
====== Разработка приложений с применением OpenGL ======

Чтобы разрабатывать в [[:blackbox:|Блэкбоксе]] приложения с трехмерной графикой, используя программный интерфейс OpenGL, существует расширение [[http://www.zinnamturm.eu/downloadsOS.htm#Ogl|Ogl]]. Это расширение само по себе позволяет рисовать трехмерные объекты на внутренних окнах Блэкбокса, а также содержит некоторое количество примеров, чтобы начать осваивать конвейерный язык OpenGL в операционной системе Windows.

{{ :blackbox:opengl.png?600 |}}

Однако для разработки прикладных кросс-платформенных приложений более практично создавать окна и обрабатывать события ввода данных с клавиатуры и мыши с помощью библиотеки [[https://www.libsdl.org/|Sdl2]]. Кросс-платформенная библиотека Sdl2 позволяет создавать приложения, которые не будут зависеть от оконной системы компонентного каркаса Блэкбокс, и будут единообразно работать на различных платформах. Также расширения библиотеки Sdl2 позволяют работать с растровыми изображениями и шрифтами в формате TrueType.

===== Настройка среды разработки =====

Файл архива с готовой «сборкой» Блэкбокса включает необходимые расширения и библиотеки:

{{ :blackbox:blackbox-3d-135.zip | Готовая сборка Блэкбокса с необходимыми библиотеками для Windows (v.1.7.2.135.1)}}

Если пока не ориентируетесь в среде разработки Блэкбокс, то мы рекомендуем перед разработкой 3D-приложений освоить необходимые навыки, посмотрев [[bb:lessons:|краткие уроки]], [[blackbox:manual:|онлайн учебник]] или [[blackbox:video|видеоуроки]].

Если выбираете готовую сборку и достаточно ориентируетесь в Блэкбоксе, то переходите [[https://wiki.oberon.org/blackbox/3d#%D0%BE%D0%B1%D0%B7%D0%BE%D1%80_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2|к следующему разделу заметки]].

Для того, чтобы самостоятельно настроить среду необходимо выполнить следующие действия действия:
 
  - Скачайте [[blackbox:|Блэкбокс]]. 
  - Установите расширение Sdl2, для чего [[https://blackbox.oberon.org/extension/Sdl2|скачайте закодированный файл с сайта]]. 
  - Откройте скачанный текстовый документ в Блэкбоксе и выберите команду **Инструменты/Раскодировать**. Файлы модулей и документация будут распакованы в рабочую директорию. Как правило у расширений Блэкбокса есть файл с документацией (Quick-Start). Откройте документ **Sdl2/Docu/Quick-Start.odc**, в котором найдете документацию на английском, как скомпилировать модули и откуда скачать бинарные файлы библиотек Sdl2. 
  - Перед тем как откомпилировать модули подсистемы Sdl2, необходимо установить также непосредственно само расширение для работы с OpenGL: https://gitlab.molpit.org/bindings/Ogl. Распаковка производится таким же образом через команду **Инструменты/Раскодировать**. 
  - После того как модули Ogl распакованы, запустите команды для компиляции модулей в зависимости от вашей платформы. Команды запускаются с помощью коммандеров (кружков с восклицательными знаками). 
  - Скачайте и распакуйте в рабочую папку необходимые библиотеки Sdl2. Ссылки для загрузки вы найдете в документе **Sdl2/Docu/Quick-Start**. Для Windows перезапуск среды не требуется. Для операционных систем на основе GNU/Linux необходимо перезапустить Блэкбокс, указав в переменной окружения `LD_LIBRARY_PATH` путь к файлам библиотек Sdl2 (пример bash-скрипта для запуска Блэкбокса также находится в документации, стоит лишь развернуть складку со знаками "+" в пункте 1.3). 


После того, как все действия выполнены, вы сможете ознакомиться с примерами, ссылки на которые вы найдете в файле Quick-Start.

===== Обзор примеров =====


**Sdl2ObxLoop** дает представление о работе с петлей обработки событий Sdl2 и кросс-платформенными командами рисования на окне простейших примитивов.

Важно, что при запуске нового примера необходимо выгрузить модуль предыдущего примера. Это связано с тем, что петля обработки событий Sdl2 общая для всех окон. Поэтому единовременный запуск нескольких примеров из одного Блэкбокса, может привести к непредусмотренному поведению системы, и даже <<падению>> среды разработки.

**Sdl2ObxTwo** рассматривает как организовать работу с несколькими окнами. В этом примере в окнах не происходит отрисовки, но показано как отличить события от разных окон.

**Sdl2ObxOpenGL** показывает как создать контекст для рисования команадми OpenGL.

''(!) DevCompiler.CompileThis Sdl2ObxOpenGL''

и запустить его командой:

''(!) Sdl2ObxOpenGL.Start''

Появится окно с квадратом, который залит градиентной заливкой.

{{ :blackbox:opengl-demo.png?600 |}}


**Sdl2ObxTexture** показывает как наложить текстуру.

**Sdl2ObxModels** демонстирирует возможность загрузки трехмерных объектов в формате **ms3d** с текстурами. Трехмерные объекты в формате **ms3d** для ваших приложений удобно создавать в бесплатном приложении Blender. Поддержка формата **ms3d** отключена по-умолчанию, однако легко включается в опциях в разделе import/export.

{{ :blackbox:texture.png?400 |}}

**Sdl2ObxSnapshotGL** — пример захвата изображения из OpenGL сцены, и сохранения в формате PNG.

**Sdl2ObxTtf** раскрывает особенности работы со шрифтами.

**Sdl2ObxIcosphere** — пример рисования корректно освященной сферы с помощью икосаэдра.

{{ :blackbox:ico.png?400 |}}


===== Разбор примера Sdl2ObxOpenGL =====

Разберем подробнее третий пример, который применяет команды OpenGL.

Модуль **Sdl2/Mod/ObxOpenGL.odc** содержит реализацию шести процедур. Рассмотрим, какие функции они выполняют в программе.

 **1.** **Viewport** --- вызывает команды OpenGL для формирования проекции трехмерных объектов на экран.

<code>
PROCEDURE Viewport;
BEGIN
	Gl.Viewport(0, 0, width, height);
	Gl.MatrixMode(Gl.GL_PROJECTION);
	Gl.LoadIdentity;
	IF height = 0 THEN height := 1 END;
	Gl.Ortho(- zoom * width / height, zoom * width / height, - zoom, zoom, -1, 300);
END Viewport;
</code>

 **2.** **Render** --- вызывает команды для создания самих трехмерных объектов, а затем командой `Sdl2Video.GL_SwapWindow(w)` происходит обмен буферами рисования и показа в окне Sdl2, чтобы мы увидели проекцию этих объектов в окне.

<code>
PROCEDURE Render;
BEGIN
	Gl.MatrixMode (Gl.GL_MODELVIEW);
	Gl.ClearColor(0, 0, 0, 0);
	Gl.Clear(Gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT + Gl.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	
	Gl.LoadIdentity;
	Gl.Translatef( 0, 0, -6);
	Gl.Begin(Gl.GL_QUADS);
		Gl.Color3f ( 1, 0, 0);
		Gl.Vertex3f(-1, 1, 0);
		Gl.Color3f ( 0, 1, 0);
		Gl.Vertex3f(-1,-1, 0);
		Gl.Color3f ( 0, 0, 1);
		Gl.Vertex3f( 1,-1, 0);
		Gl.Color3f ( 0, 1, 1);
		Gl.Vertex3f( 1, 1, 0);
	Gl.End;

	Sdl2Video.GL_SwapWindow(w)
END Render;
</code>

 **3.** **CloseWindow** --- Удаляет контекст для OpenGL и само окно.
<code>
PROCEDURE CloseWindow;
BEGIN
	IF c # NIL THEN Sdl2Video.GL_DeleteContext(c); c := NIL END;
	IF w # NIL THEN Sdl2Video.DestroyWindow(w); w := NIL END;
END CloseWindow;
</code>

 **4.** **Handle** --- обрабатывает события пользовательского ввода, измерения размеров окна, сигналы его показа и закрытия. Событие приходит в виде аргумента процедуры типа `Sdl2Lib.Event`, и затем с помощью оператора WITH происходит проверка типа переменной. В зависимости от типа, выполняются действия. Процедура `Sdl2Lib.PumpEvents` производит удаление событий из очереди перед закрытием окна, чтобы не получилось, что какие-то события будут обработаны после. При вращении колеса мыши происходит изменение глобальной переменной `zoom`, значение которой влияет на проекцию объектов в процедуре `Viewport`.

<code>
PROCEDURE (this: Loop) Handle (VAR e: Sdl2Lib.Event; OUT stop: BOOLEAN);
BEGIN
	WITH e: Sdl2Events.Quit DO
		stop := TRUE
	| e: Sdl2Events.WindowEventClose DO
		CloseWindow
	| e: Sdl2Events.WindowEventResized DO
		IF e.w + e.h # 0 THEN
			width := e.w;
			height := e.h;
			update := TRUE
		END;
	| e: Sdl2Events.WindowEventSizeChanged DO
		update := TRUE
	| e: Sdl2Events.WindowEventShown DO
		update := TRUE
	| e: Sdl2Events.WindowEventFocusGained DO
		update := TRUE
	| e: Sdl2Events.MouseWheelEvent DO
		zoom := zoom + 0.1 * e.x;
		IF zoom < 0.1 THEN zoom := 0.1 END;
		update := TRUE
	ELSE
	END
END Handle;
</code>

 **5.** **Do** --- является реализацией отложенных действий в каркасе Блэкбокс, которые позволяют путем рекурсивной установки нового действия в очередь вызывать периодическое обновления содержимого окна, если требуется перерисовка.

<code>
PROCEDURE (a: Action) Do;
BEGIN
	IF c # NIL THEN
		IF update THEN
			Viewport;
			Render;
			update := FALSE
		END;
		Services.DoLater(a, Services.Ticks()+50)
	END
END Do;
</code>

 **6.** **Start** --- загружает необходимые реализации, созает окно, инициализирует OpenGL, создает петлю для обработки событий пользовательского ввода и запускает рекурсивный вызов действий для обновления содержимого окна. 

<code>
PROCEDURE Start*;
VAR res: INTEGER;
BEGIN
	(* Loading realisation of Sdl2Std abstract interface *)
	IF Dialog.IsWindows() THEN
		ASSERT(Kernel.ThisMod('Sdl2StdWin') # NIL, 20)
	ELSIF Dialog.IsLinux() THEN
		ASSERT(Kernel.ThisMod('Sdl2StdLin') # NIL, 20)
	ELSE
		HALT(20)
	END;
	
	width := initWidth;
	height := initHeight;
	
	CloseWindow;
	Sdl2Lib.Quit;
	res := Sdl2Lib.Init(Sdl2Const.INIT_VIDEO + Sdl2Const.INIT_EVENTS);
	
	w := Sdl2Video.CreateWindow("OpenGL window", 100, 100, width, height,
		Sdl2Const.WINDOW_OPENGL + Sdl2Const.WINDOW_RESIZABLE);
	c := Sdl2Video.GL_CreateContext(w);
	Sdl2Video.GL_MakeCurrent(w, c);
	
	Gl.ClearColor(0, 0, 0, 0);
	Gl.Enable(Gl.GL_COLOR_MATERIAL);
	Gl.ColorMaterial(Gl.GL_FRONT, Gl.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
	Viewport;
	
	NEW(loop);
	Sdl2Lib.StartLoop(loop);
	
	update:= FALSE;
	IF updater = NIL THEN NEW(updater) END;
	Services.DoLater(updater, Services.now)
END Start;
</code>


===== Создание отдельного приложения =====

Предыдущий пример показывает, как создать окно непосредственно из среды Блэкбокс.

В документации примеров **Sdl2ObxModels** и **Sdl2ObxIcosphere** содержаться примеры команд сборки независимых приложений OS Windows и других платформ.

При этом в секции ''BEGIN'' главного модуля вызывается запускающая процедура, которая содержит цикл

<code>
quit := FALSE;
WHILE ~ quit DO
	(* drive services for actions loop *)
	Services.actionHook.Step;
	Sdl2Lib.Delay(10)
END;
Sdl2Lib.Quit
</code>

Этот цикл обеспечивает работу механизма отложенных действий в Блэкбоксе.

Чтобы не делать отдельные модули для демонстрации сборки автономных приложений, используется прием условной компиляции, где в скобках около имени модуля указывается вариант фрагмента в исходных кодах.

''Sdl2ObxIcosphere(mode:standalone)''

При этом в исходных кодах варианты оформлены с помощью так называемых <<селекторов>>. Этот прием условной компиляции был удобен для демонстрации, но не рекомендуется использовать его в ваших итоговых проектах.

Готовое приложение необходимо распространять вместе с набором библиотек.

В операционных системах GNU/Linux, OpenBSD или FreeBSD еще необходимо задать переменную окружения, где лежат библиотеки. В этом случае удобно создать отдельный sh скрипт для запуска:
<code>
#!/bin/sh
LD_LIBRARY_PATH=./libsdl2:$LD_LIBRARY_PATH; export LD_LIBRARY_PATH
./icosphere $* &
</code>

----

Автор заметки: Иван Денисов.
Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Инструменты страницы
