====== 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. 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; **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. 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; **3.** **CloseWindow** --- Удаляет контекст для OpenGL и само окно. 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; **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`. 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; **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. 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; **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. 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; ===== 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 quit := FALSE; WHILE ~ quit DO (* drive services for actions loop *) Services.actionHook.Step; Sdl2Lib.Delay(10) END; Sdl2Lib.Quit 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: #!/bin/sh LD_LIBRARY_PATH=./libsdl2:$LD_LIBRARY_PATH; export LD_LIBRARY_PATH ./icosphere $* & ---- Автор заметки: Иван Денисов.