OpenGL и Delphi на практике

2004 г.

OpenGL и Delphi на практике

Любая теория хороша, если она может быть реализована на Delphi :-). Поэтому предлагаю не откладывая в долгий ящик написать первую программу на OpenGL - а потом, окрылившись успехом, вернуться к теории и как следует проштудировать все книги и сайты по сабжу, чтобы уж стать настоящими монстрами трехмерного моделирования.

Для начала придется проделать подготовительную работу:

настроить формат пикселей с учетом отображаемой информации;
создать контекст OpenGL и подготовить сам движок OpenGL к работе.

Формат пикселей удобно вынести в отдельную процедуру, которую мы оформим следующим образом:

procedure SetDCPixelFormat (dc: HDC);
var pfd: TPixelFormatDescriptor;
nPixelFormat: Integer;
begin
FillChar (pfd, SizeOf (pfd),0);
with pfd do
begin
nSize:= sizeof (pfd);
nVersion:= 1;
dwFlags:= PFD_DRAW_TO_WINDOW or
PFD_SUPPORT_OPENGL or
PFD_DOUBLEBUFFER;
iPixelType:= PFD_TYPE_RGBA;
cColorBits:= 16;
cDepthBits:= 64;
iLayerType:= PFD_MAIN_PLANE;
end;
nPixelFormat:=ChoosePixelFormat (DC,@pfd);
SetPixelFormat (DC, nPixelFormat,@pfd);
end;

Здесь при заполнении структуры TPixelFormatDescriptor мы задаем параметры будущего графического отображения, в том числе количество цветовых бит, а также тип пикселей (iPixelType). Мы также задаем флаги, которые, как видно из названия, указывают, что наша программа будет поддерживать OpenGL, а также что мы будем рисовать в окне и использовать двойную буферизацию (параметр, необходимый для воспроизведения движущихся объектов).

Далее посредством вызова ChoosePixelFormat система выбирает подходящий формат пикселя - и мы присваиваем его (через SetPixelFormat) нашему окну.

Теперь нужно инициализировать контекст самого OpenGL посредством функций, содержащихся в модуле Windows, и произвести дополнительную настройку движка:

procedure TForm1.FormCreate (Sender: TObject);
begin
H:=Handle;
DC:=GetDC (H);
SetDCPixelFormat (DC);
RC:=wglCreateContext (DC);
wglMakeCurrent (DC, RC);
glClearColor (0.6,0.6,0.6,1.0);
glMatrixMode (GL_PROJECTION);
glLoadIdentity;
glFrustum (-1,1,-1,1,2,20);
glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity;
glTranslatef (0.0,-1.0,-6.0);
BeginPaint;
end;

Как видим, сначала мы задали для нашей графики необходимый формат пикселей. Теперь при помощи функции wglCreateContext создаем OpenGL-контекст, а впоследствии делаем его текущим контекстом. Далее, используя уже универсальные функции^**, произведем настройку "мира", который будем создавать. Для этого через glClearColor очистим контекст и заполним ее 60-процентным черным цветом. Далее выберем матрицу проекций, которая определяет, как будут проецироваться трехмерные объекты на плоскость экрана (в оконные координаты) и через glLoadIdentity установим единичную матрицу и зададим границы плана в "мировых координатах" при помощи вызова glFrustum. После чего загрузим модельно видовую матрицу и произведем ее смещение (glTranslatef).

Что будем рисовать

Конечно, можно было нарисовать простую пирамиду или же куб. Но мы сделаем большее - нарисуем "признание в любви"^** (рис. 1). Специально для этого методом "научного перебора" была разработана модель, описывающая соответствующую кривую:

Рис. 1

Остается только перевести ее с языка математики на нормальный человеческий.

Прорисовка сцены

Подготовку сцены начнем с подключения разных дополнительных функций, без которых дальнейшая работа невозможна. Эти функции прописаны в методе BeginPaint, а также в методе FormResize (чтобы при изменении размера формы соответственно менялся размер объекта). Для этого используем функцию glEnable с соответствующими параметрами.

Далее в FormPaint используем подготовленные заранее методы DrawFace и DrawElement (см. листинг ниже) для отрисовки упомянутого объекта. А для придания ему еще большей "жары" используем возможности OpenGL по освещению сцены.

Итог

С точки зрения сложности освоения OpenGL сопоставим с другими подобными библиотеками. Так что с одной стороны нет разницы, в чем разбираться и что изучать. Но с точки зрения разумного подхода любой проект трехмерной графики должен как минимум поддерживать OpenGL в качестве одной из опций. Ведь серьезные вещи считаются и визуализируются, как правило, под Unix/IRIX/Linux/FreeBSD, и в то же время было бы неправильно игнорировать пользователей Windows. Так что OpenGL как раз и является тем универсальным языком и общим знаменателем, позволяющим вашим приложениям свободно мигрировать с одной платформы на другую.
Листинг программы.