Graphik-Programmierung mit OpenGL

Sommersemester 2004

Vorlesung Donnerstag 9:15-11:45 HS 22

Seminare:

Dienstag 9:15-10:45 HG 1-19, 13:15-14:45 HG 1-19

Donnerstag 13:15-14:45 HG 1-19

MS-Windows Benutzer mit Visual Studio 6.0 finden hier den Verzeichnisbaum aller Projekte. Falls Sie die Programme auf den SGI-PCs im Pool (HG 1-19) benutzen wollen und das Fenster nicht neu gezeichnet wird, so benutzen Sie bitte die Mesa-5.0.1 Dlls die Sie in alle Verzeichnisse kopieren und entpacken müßen,von denen das Programm aus gestartet wird, also zumindest \OpenGLSamples.v6\Debug

MS-Windows Benutzer mit Visual Studio .NET 2003 finden hier den Verzeichnisbaum aller Projekte.

Auf den Workstations und den Linux-PC's befindet sich ein Verzeichnis /software im Verzeichnis /software/Mesa-5.0.1/include befinden sich die GL/gl.h, GL/glu.h und GL/glut.h header und /software/Mesa-5.0.1/include muss den Compiler als Include-Verzeichnis angegebnen werden.

Der Linker benötigt noch die Bibliotheken die sich für Linux im Verzeichnis /software/Mesa-5.0.1/Library/Linux und für die Workstations im Verzeichnis /software/Mesa-5.0.1/Library/SGI/lib32 (altes 32 Bit Format -o32) und /software/Mesa-5.0.1/Library/SGI/lib64 (64 Bit Format) befinden. Eines dieser Verzeichnisse muss mit -L angegeben werden bevor der Linker versucht -lgl -lglu -lglut einzubinden.

Alte Aufgabesammlung zur Prüfung online oder als Mathematica Notebook..

Jens-Peer Kuska

Skript 10,5 MByte [pdf]

Die OpenGL-Tutors von Nate Robins findet man hier.

Manuskripte der Vorlesungen und Programme des Seminars

Erstes Seminar, GLUT Handbuch und pdf-Listing der GLUT-Beispiele
tar-Ball mit dem Quelltext und dem Makefile zum Linken der einfachen GLUT-Beispiele und der Makefile lambert. Man implementiere eine Modifikation der Geschwindigkeit des Balls mit der Maus, eine Ballspur und einen zweiten Ball der bei der Kollision mit dem ersten die Geschwindigkeiten tauscht
Eine compilierte GLUT für Windows (DLL's und *.lib) ist auf Nate Robins OpenGL Seiten zu finden
tar-Ball mit den Programmen zur Transformation, man erweitere transfrom.c um eine orthogonale Projektion, lasse den Würfel und die Teekanne gegeneinander rotieren und erstelle eine Animation ohne Würfel aber mit taumelnder Teekanne (drei Rotationen) bei der die Kanne um ihre Mittelachse rotiert, die Mittelachse soll sich auf einem Kegel bewegen
Programm zur Darstellung von Polygonen
Mathematica Notebook mit Perlin-Rauschen und einem MathLink Programm für eigene Experimente
Textur Würfel in einem tar-Ball für Linux
Man kombiniere das Polygon Programm (in dem auch eine Kugel gezeichnet wird) mit dem Textur Programm um eine Erdkugel darzustellen. Man verwende als Textur der Erdoberfläche die PNG-Datei EarthMap.png und die Bitmap für die Wolken
tar-Ball zu den Pixel-Operationen. Nach dem Experimentieren mit dem Pixel-Programm soll ein PNG-Bitmap-Betrachter auf der Basis von OpenGL geschrieben werden, mit dem PNG Import aus dem Textur Würfel Programm.
Als Aufgabe der Übung, modifiziere man das Flächen-Beispiel so, dass display-Listen verwendet werden. Eine dritte Version des Programmes soll Vertex-Arrays verwenden.
tar-Ball mit dem Beispiel zum Antialiasing
tar-Ball mit den beiden Beispielen zum stencil buffer beim Erzeugen von Schatten
Neu ZIP Datei zum Bump Mapping. Das Beispiel-Programm nutzt eine cube map zur Beleuchtung im Fragment-Programm (BumpMap.fp). Will man das Ganze selbst compilieren so benötigt man die Cg Dateien von nVidia. Ich habe das Progamm auf nVidia und ATI karten getestet, auf mit der Mesa3d funktioniert es nicht.

Themen der Vorlesung

OpenGL ist ein Plattform übergreifendes API zur Darstellung dreidimensionaler Objekte. Die Vorlesung wird sich mit den grundlegenden Techniken der 3d Graphik beschäftigen, dabei werden die Möglichkeiten und Grenzen der OpenGL-Bibliothek angesprochen. Das Seminar dient
der Anwendung des Vorlesungsstoffes mit dem Schwerpunkt OpenGL.

Renderpipeline
Homogene Koordinaten, Affine Transformationen
Koordinatensysteme
Objekte im dreidimensionalen Raum: Punkte, Linien und Polygone
Beleuchtung und Lichtquellen
Oberflächen und Farbe
Texturerzeugung
Polygon Modelle
Schatten
Bump-Mapping
OpenGL-Erweiterungen

Vorkenntnisse

Kentnissen in Linearer Algebra, Geometrie des Raumes, Numerischer Mathematik und Programmierung sind notwendig. Wünschenswert sind elementare Kentnisse der Differentialgeometrie.