Gliederung. Blending Licht Anwendungsbeispiel Optimierung OpenGL heute und morgen Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 2/20

Transkript

1 OpenGL II

2 Gliederung Blending Licht Anwendungsbeispiel Optimierung OpenGL heute und morgen Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 2/20

3 Blending Entscheidung, was passiert, wenn sich zwei Objekte überlappen Einstellung in OpenGL über glblendfunc(source, destination) F N = P * S + F V * D F N Framebuffer nach der Verrechnung F V Framebuffer vor der Berechnung P der neue Pixel, der mit FV interagiert S, D die übergebenen Werte Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 3/20

4 Blending Mögliche Werte in OpenGL für source und destination (Auszug): GL_ZERO (ignorieren, Multiplikation mit 0) GL_ONE (alles nehmen, Multipl. Mit 1) GL_SRC_ALPHA (Alphawert der Quelle) GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA (1 - d. Q.) GL_DST_ALPHA (Alphawert des Ziels) GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 4/20

5 Multitexturing mehrere Texturen, die gleichzeitig auf eine Fläche gemacht werden => mehrere UV Koordinaten pro Vertex => Über gltexenv wird angegeben, wie die verschiedenen Texturen verrechnet werden (ähnlich zu Alpha Blending) Vorteile: u.u. weniger (langsame) Texturwechsel Weniger Daten müssen über den BUS Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 5/20

6 Licht Vorteile: Relativ schnell Auf älteren Rechnern verfügbar Für simple Szenen ausreichend Nachteil Sehr einfach Ab vielen Lichtquellen Lichtbrei Keine Schatten Keine Reflektion Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 6/20

7 Licht Eigenschaften von OpenGL-Licht: Ambient: Licht aus allen Richtungen Diffuse: Licht aus einer best. Richtung Specular: Glanz aus einer best. Richtung Farbe für ambient, diffus & spekular Position Licht kann in alle Richtungen oder wie ein Spot in einer Richtung leuchten mehrere Lichter sind möglich (min. 8) Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 7/20

8 Licht - Lichtarten im Vergleich Diffuse Kein Licht Ambient Specular Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 8/20

9 Licht - Materialeigenschaften Wie bei Lichtwerten Geben jedoch den Reflexionsgrad wieder Zusätzlich noch Parameter für Shininess: Wie stark ist der Glanz? Emission: Eigenleuchten Das Eigenleuchten hat jedoch keinen Einfluss auf die Lichtberechnung der anderen Objekte Niedriger Shininesswert Hoher Shininesswert Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 9/20

10 Licht - Bedeutung der Normalen Normale für Lichtberechnung essentiell Je mehr Normale d. Fläche bzw. Punkts zur Lichtquelle zeigt, desto mehr wirkt der diffuse Lichtteil bei der Farbberechnung. Ambientes Licht ist unabhängig von der Normale der Fläche Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 10/20

11 Licht Bedeutung der Normalen Unterschied zwischen der Berechnung einer Normalen pro Fläche oder Punkt Normale pro Fläche Hohe Kantenwinkel Niedrige Kantenwinkel Normale pro Punkt Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 11/20

12 Anwendungsbeispiel Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 12/20

13 Optimierungen - Displaylisten Problem: In jedem Frame werden die zu zeichnenden Daten neu über den BUS übertragen mit glbegin, glvertex, gltexcoord, etc. Lösung: Einmaliges Aufnehmen Sequenz von OpenGL befehlen und speichern im Grafikspeicher Nur noch ein Befehl zum Zeichnen der Displayliste muss über den BUS Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 13/20

14 Optimierungen - Vorsortierung Problem: OpenGL zeichnet Primitive in den Framebuffer, welche später überzeichnet werden Lösung: Vorsortierung nach Abstand zum Bildschirm, je weiter dran, desto eher Achtung: Transparente Objekte müssen zuletzt und in anderer Reihenfolge gezeichnet werden Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 14/20

15 Optimierungen - Vorsortierung Veranschaulichung einer falschen Vorsortierung bei transparenten Objekten Falsch Richtig Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 15/20

16 Optimierungen - Frustumculling Problem: Man sagt OpenGL, es soll Objekte an Stellen außerhalb des Bildschirm zeichnen Lösung: Vorberechnung, ob Objekt überhaupt im Sichtfeld liegt Sichtbarer Bereich ist ein Pyramidenstumpf Die umhüllende Kugel zu einem Objekt muss in diesem Pyramidenstumpf liegen Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 16/20

17 Optimierungen - Frustumculling Veranschaulichung von Frustumculling Wird nicht gezeichnet Wird gezeichnet Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 17/20

18 OpenGL heute und morgen Das moderne OpenGL Weiterentwicklung statt vom OpenGL ARB von der Khronos Gruppe Weg von der fixen Renderpipeline Hin zu einer flexiblen über Shader veränderbaren Pipeline Seit OpenGL 3.0 glbegin(), glend() und einiges anderes deprecated OpenGL 4.0 zieht funktional mit Direct3D 11 gleich Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 18/20

19 OpenGL heute und morgen Die Bedeutung von OpenGL Wenig benutzt bei kommerziellen PC- Spielen, aber dafür bei Plattformunabhängigen 3D-Programmen/Spielen z.b. Blender, OpenArena, OpenParty, Compositingfähige Windowmanager, Beschleunigung z.b. von OpenOffice Als OpenGL ES in Embedded Systemen z.b. Konsolen oder mobile Geräte wie Smartphones Workstations WebGL Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 19/20

20 Quellen Dieter Orlamünder und Wilfried Mascolus Computergrafik und OpenGL, Fachbuchverlag Leipzig, 1. Auflage Wilfried Mascolus - OpenGL Teil II 20/20