Как называется библиотека графических объектов ос windows

Обзор графических библиотек C++

Одним из наиболее мощных и популярных языков программирования является C++. На нём ежедневно пишут сотни приложений, нередко использующих GUI. Но работа с графикой не всегда удобна для программиста, поэтому на помощь приходят графические библиотеки, делающие разработку графической части быстрее и удобнее. О них и поговорим.

Simple and Fast Multimedia Library — одна из наиболее быстрых и удобных библиотек для 2D-графики. У неё минимальные требования к уровню знаний C++, плюс она отличается лёгкостью освоения. С её помощью вы напишете полноценную программу всего за несколько дней. А первое графическое приложение «SFML works!» — всего за минуту. Также библиотека отличается кроссплатформенностью, работая под Windows, Linux и Mac.

SFML часто используется в небольших стартапах либо разработчиками, которые сами занимаются созданием игр. Инструмент популярен прежде всего потому, что не требует написания объёмного кода.

Это целый набор инструментов для проектирования GUI. Разумеется, можно писать и игры, но Qt привлекает больше своими достоинствами: удобство, быстрота, гибкость, кроссплатформенность. Библиотека доступна и на Windows, и на Linux, и на Mac, и на Windows Mobile, iOS и Android.

С помощью метаобъектного компилятора Qt расширяет C++, предоставляя дополнительные функции (к примеру, сигналы и слоты). Имеет платную службу технической поддержки и платную лицензию. Есть большой выбор IDE: QDevelop, Edyuk, QtDesigner, QtCreator. Доступна интеграция с Eclipse, XCode, Visual Studio.

Cairo

Используется для отрисовки векторных изображений под Windows, Mac OS, Linux. Применяется в браузерном движке Gecko, лежит в основе ряда ОС: MorphOS, AmigaOS. Если выбираете Cairo, будьте готовы к отсутствию ресурсов на русском языке.

Библиотека поддерживает взаимодействие с OpenGL-бэкендом с поддержкой GPU. Это, несомненно, открывает ряд полезных функций.

Cocos2D-X

Кроссплатформенная библиотека, призванная упростить разработку игр для мобильных платформ. По кроссплатформенности схожа с Qt, но есть и другие плюсы: доступность, удобство, возможность создания отдельного конструктора игр, который основан на библиотеке Cocos Creator.

Прекрасно подходит, если нужно работать с анимацией и графикой в небольших объёмах, т. к. вся графика добавляется извне (на неё ссылаются из кода).

Учтите, что уроки на эту библиотеку есть только на английском.

Кроссплатформенный фреймворк, который служит для создания плагинов и приложений на C++. На английском языке есть очень много документации по Juce, очень рекомендуют эту книгу.

Библиотека особенно популярна среди тех, кто разрабатывает аудио-софт, так как имеет набор оболочек-интерфейсов для создания аудио-плагинов.

Одна из старейших графических библиотек, предназначенных для отрисовки GUI. Главное достоинство — производительность. Если та же Qt использует низкоуровневый код только для кнопок и полос прокрутки, то wxWidgets использует для каждой системы свой код, благодаря чему элементы максимально похожи на системный стиль.

Другая важная особенность — использование «родных» графических элементов интерфейса ОС везде, где это возможно. Таким образом, можно говорить о существенном преимуществе для большинства пользователей, которые привыкают работать в определённой среде, и изменения интерфейса часто вызывают у них неудобства в работе.

SDL 2.0

Кроссплатформенная 2D-библиотека для написания приложений (как правило, игр). Поддерживает Windows, Mac OS, Linux, Android, Windows Mobile, iOS. Характеризуется быстротой, надёжностью и лёгкостью в эксплуатации. Также в SDL реализованы профессиональные инструменты, предназначенные для работы со звуком, что является большим плюсом при реализации крупных проектов.

Остаётся добавить, что библиотека хорошо интегрируется с OpenGL и комбинируется с wxWidgets.

Тоже очень известная графическая библиотека, которая широко применяется во многих системах. Сначала этот фреймворк задумывался как GIMP-компонент, но спустя 20 лет после выхода в свет первой стабильной версии библиотека нашла применение и в сотнях других приложений.

Сегодня практически не уступает Qt, поддерживая разные языки программирования. Кстати, это одна из немногих библиотек, которая взаимодействует с языком C.

Источник

Урок «Графический интерфейс и информационные объекты среды Windows»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Выбранный для просмотра документ граф интерфейс, информационные объекты.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Системная среда Windows

Изучив тему, вы узнаете: Назначение и особенности системной среды Windows; Что такое файл, параметры файла; Что такое папка, параметры папки; Особенности графического интерфейса в среде Windows.

Назначение системной среды Windows Основной системной программой является операционная система. Одним из представителей этого класса программ является операционная система Windows, которая обеспечивает управление ресурсами компьютера, выполнение прикладных программ и взаимодействие пользователя с компьютером.

Графический интерфейс Интерфейс – совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека. Пользовательский интерфейс – комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие пользователя и компьютера. Графический интерфейс – пользовательский интерфейс, в котором для взаимодействия человека и компьютера применяются графические средства.

Элементы графического интерфейса Windows Рабочий стол Значки Ярлыки Панель задач Окно

Роль и структура окон Окно – обрамленная часть экрана, в которой отображается приложение, документ или сообщение. Окно является активным, если с ним в данный момент работает пользователь. Среди многообразия окон выделяют три вида: окно диалога, окно приложения и окно документа.

Строка заголовка Основное меню (Вкладки) Панель инструментов Строка состояния Кнопки управления окном Полоса прокрутки Границы окна Рабочее поле

Информационные объекты среды Windows Графический интерфейс Файл – объект в виде совокупности данных, хранящихся во внешней памяти компьютера. Папка – объект среды Windows, предназначенный для объединения других папок и файлов в группы.

Параметры файла и папки далее Параметр Файл Папка Имя Длина – до 256 символов. Нельзя использовать знаки: /*? :“ | Аналогично Тип (расширение) Подробнее… Позволяет судить о виде информации, которую он содержит Не имеет Значок – графическоерасширение Подробнее… Указываетна среду, в которой создан файл, или на тип файла Все папки имеют одинаковый значок,кроме нескольких специальных Размер Cколькоинформации содержит файл и сколько места он занимает на диске Суммарный размер всех содержащихся файлов и папок Дата и время создания Есть Есть

Полное имя файла Путь к файлу вместе с именем файла называют полным именем файла. C:РефератыФизикаОптические явления.doc C:РефератыИнформатикаИнтернет.doc C:РефератыИнформатикаКомпьютерные вирусы.doc C:РисункиЗакат.jpg C:Рисунки Зима.jpg

Домашнее задание 14.1, 14.2, 14.5

Выбранный для просмотра документ задания.docx

1.

2. Объясните, почему пользовательский интерфейс современных программных средств называется графическим?

3. Какие из следующих утверждений верны?

Пользовательские интерфейсы разных программ могут значительно отличаться друг от друга

Пользовательский интерфейс полностью определяется операционной системой, и поэтому способы задания команд пользователем и виды сообщений одинаковы для всех программных средств

Пользовательский интерфейс определяет способы задания команд пользователем и виды сообщений

Основные виды пользовательского интерфейса задаются операционной системой

Есть программы, которые поддерживают единый пользовательский интерфейс, т.е. сходные системы меню и способы задания команд. Но, наряду с этим, есть программы, интерфейс у которых может значительно отличаться

4

Выбранный для просмотра документ конспект урока.docx

Тема урока : Графический интерфейс и информационные объекты среды Windows .

Цель : формирование предметных компетенций у обучающихся по теме урока

Анализировать (в т.ч. выделять главное, разделять на части) и обобщать полученную информацию;

Классифицировать (группировать, устанавливать иерархию) по заданным основаниям

Высказывать свое мнение, аргументируя его

Оценивать свои и чужие поступки, стремиться к созидательной деятельности

Тип урока : урок изучения и первичного закрепления новых знаний

Оборудование : компьютер, интерактивная доска, ПК для учащихся

Создание проблемной ситуации

Как вы считаете, если мы собрали компьютер из отдельных составляющих, подключили к розетке электрического тока, будет ли он работать?

Нет. Для того, чтобы была возможность работать на компьютере, необходимо установить программное обеспечение.

Какие программы должны быть установлены на компьютере?

Какие основные понятия необходимо знать, работая на компьютере?

Постановка целей урока ( слайд 2)

Но прежде давайте вспомним:

-Что такое объект? Приведите пример.

-Что такое характеристики объекта? Что является характеристиками объекта?

Рассмотрим объект – кот. Какие у него будут характеристики? (имя, рост, вес, окрас, пушистость, свойства характера…)

Изучение нового материала

(В ходе изучения нового материала учитель задает наводящие вопросы и дополняет, систематизирует ответы учащихся.)

Какая программа является самой основной, без которой вы не сможете работать на компьютере?

(слайд 3) Основной системной программой является операционная система.

Без нее не будет функционировать ни одно устройство, невозможна работа человека на компьютере. При включении компьютера пользователь, в первую очередь, попадает в среду, создаваемую операционной системой.

В состав ПК входят самые разнообразные устройства. Все они должны «уметь» работать вместе, «понимать» друг друга.

Как такого достичь?

Т.е. каждое устройство должно работать по определенным правилам, что позволит им взаимодействовать друг с другом. (слайд 4)

Интерфейс – совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека.

Сможет ли человек, незнакомый с компьютером, успешно работать на нем?

Как вы работаете на компьютере? На что вы воздействуете, чтобы получить нужный результат? Как отображаются объекты, на которые вы воздействуете?

В среде Windows организован очень удобный для пользователя интерфейс. Достигается это благодаря широкому применению графических средств: рисунков, специальных значков, цветового оформления, оригинального дизайна экрана и др. подобный пользовательский интерфейс стал называться графическим интерфейсом.

Графический интерфейс – пользовательский интерфейс, в котором взаимодействия человека и компьютера применяются графические средства.

Графический интерфейс позволяет осуществлять взаимодействие человека с компьютером в форме диалога с использованием окон, меню и элементов управления (диалоговых панелей, кнопок и так далее).

Какие элементы графического интерфейса вы можете выделить? Для чего они предназначены, и как с ними работать?

Элементы графического интерфейса Windows :

(слайд 6) Окно – обрамленная часть экрана, в которой отображается приложение, документ или сообщение .

Какое окно называется активным? Чем оно внешне отличается от других окон? Как сделать неактивное окно активным? Какие виды окон можно выделить?

Окно является активным, если с ним в данный момент работает пользователь.

Среди многообразия окон выделяют три вида: окно диалога, окно приложения и окно документа. (слайд 7)

Информационные объекты среды Windows.

Какие информационные объекты среды вы можете выделить? Дайте им определения.

После того, как вы создали документ (напечатали и оформили текст, нарисовали рисунок, создали презентацию и т.д.), вы сохраняете его. Для его хранения на жестком диске компьютера отводиться определенное место. Именно это и называется файлом.

Файл – объект в виде совокупности данных, хранящихся во внешней памяти компьютера.

В хорошем офисе никогда не будет беспорядка в бумагах, вся документация храниться системно. База клиентов в одной папке, отчеты о заключенных сделках – в другой, договора с клиентами – в третьей. Т.е. хранение информации организуется так, чтобы можно было легко найти нужную.

В компьютере, на жестком диске, где храниться множество файлов, тоже должен быть порядок. Для этого создаются папки.

Папка – объект среды Windows, предназначенный для объединения других папок и файлов в группы.

Любой объект обладает именем и характеризуется определенными параметрами.

Как вы считаете, какие параметры могут быть у файла? (провести сравнительный анализ параметров файла и папки)

(слайд 9). Имя файла придумывает тот, кто его создает.

В современных разновидностях операционной системы Windows нет строгих правил задания имени файла.

Длина имени – до 256 символов.

Тип файла отражает тип и назначение хранящихся данных. По типу файла можно судить о том, какого вида данные в нем содержаться: текст, графика, звук или программа. Иногда вместо «тип» используют слово «расширение».

Как вы считаете, это один и тот же файл или разные файлы? Почему?

Это разные файлы, несмотря на одинаковое краткое имя, один содержит текст, а другой рисунок, каждому выделяется своя область во внешней памяти.

(слайд 9). Значок (графическое расширение) – элементарный графический объект. По значку можно узнать, в какой среде был создан файл или какого он типа. (слайд 11)

(слайд 9). Размер файла свидетельствует о том, сколько информации содержит файл и сколько места он занимает на диске.

Дата и время создания регистрируются автоматически операционной системой.

Где можно увидеть все параметры объекта?

Все ли папки и файлы находятся в пределах видимости пользователя? Например, на Рабочем столе?

Закрепление изученного материала

(Слайд 14-15). Запишите полные имена файлов. Проверьте себя.

Индивидуальное задание. Раздаточный материал

Подведение итогов урока

Сегодня на уроке вы узнали о назначении и особенностях системной среды Windows ; особенностях графического интерфейса среды Windows ; систематизировали ваши знания о том, что такое файл и папка, рассмотрели их параметры.

Информатика и ИКТ. Учебник 8-9 класс/ Под ред. проф. Н.В.Макаровой. – СПб.: Питер, 2010

Соколова О. Л. Универсальные поурочные разработки по информатике. 10 класс. М.: ВАКО, 2006.

Шелепаева А. Х. Поурочные разработки по информатике: Универсальное пособие: 8-9 классы – М.: ВАКО, 2005.

Источник

Обзор графических библиотек C++

Авторизуйтесь

Обзор графических библиотек C++

Графические библиотеки для C++ позволяют сделать разработку UI приложений максимально быстрой и удобной. Рассказываем, на какие стоит обратить внимание.

Примечание Вы читаете улучшенную версию некогда выпущенной нами статьи.

SFML (Simple and Fast Multimedia Library) — одна из самых удобных и быстрых графических библиотек для C++. Её неоспоримое преимущество — минимальные требования к уровню знаний языка и лёгкость освоения: всего за несколько дней можно написать вполне полноценную программу. К примеру, первое графическое приложение «SFML works!» можно написать всего за минуту. Ещё одно преимущество — кроссплатформенность: SFML работает под Windows, Linux (только X11, но не Wayland) и Mac OS, планируется выход под Android и iOS.

SFML библиотека используется по большей части небольшими стартапами и программистами, для которых создание игр — хобби. SFML популярен среди небольших команд благодаря тому, что разработка графической части программы не требует написания больших объёмов кода.

Qt представляет собой целый набор инструментов для быстрого и удобного проектирования GUI. Конечно же, здесь можно писать и игры — почему бы и нет? — но Qt привлекает программистов в основном тем, что она является быстрой, удобной, гибкой и кроссплатформенной. Во многом Qt обогнала даже SFML: библиотека доступна как на Windows, Linux и Mac OS, так и на мобильных платформах — Windows Mobile, Android и iOS.

Qt расширяет C++ с помощью МОК (Мета-объектного компилятора) и предоставляет дополнительные функции (например, сигналы и слоты). Также имеет платную службу поддержки (как и платную лицензию). Для Qt есть большой выбор IDE: QtDesigner, QtCreator, QDevelop, Edyuk, а также доступна интеграция с Visual Studio, Eclipse и XCode.

Qt является open source продуктом, в разработке которого можно принять участие. О других open source проектах для C++ читайте в нашей статье.

Вы можете пройти готовый курс по данной библиотеке.

Cairo

Cairo — библиотека для отрисовки векторных изображений под Linux, Windows и Mac OS. К примеру, такой крупный проект, как Mozilla, использует Cairo в браузерном движке Gecko. Также Cairo лежит в основе некоторых операционных систем (MorphOS, AmigaOS) и приложений (InkScape, Synfig, Graphite). При использовании библиотеки будьте готовы к отсутствию русскоязычных ресурсов.

Cairo может взаимодействовать с OpenGL бэкендом с поддержкой GPU, что, конечно, открывает целый список полезных функций.

Cocos2D-X

Кроссплатформенная библиотека Cocos2D-X призвана упростить разработку мобильных игр. Поддерживает все те же платформы, что и Qt. Из плюсов стоит отметить доступность, удобство эксплуатации и создание отдельного конструктора игр, основанного на библиотеке Cocos Creator. В списке игр, основанных на движке, есть всемирно известная BADLAND, работающая на всех доступных платформах.

Если при создании игры вам нужно работать с графикой и анимацией в больших объёмах, то лучше использовать Unity вместо Cocos2D-X. Unity имеет возможность плавной интеграции с такими инструментами, как Photoshop, Maya или Blender. В Cocos2D-X вся графика добавляется извне и на неё ссылаются из кода.

В Рунете нет уроков по этой библиотеке, но на английском языке есть отличный курс от разработчиков.

Juce — кроссплатформенный фреймворк, предназначенный для создания приложений и плагинов на языке C++.

Документации по Juce много, но не на русском языке. Поэтому можно скачать книгу «Программирование на C++ с JUCE 4.2.x: Создание кроссплатформенных мультимедийных приложений с использованием библиотеки JUCE на простых примерах».

Juce больше популярен среди разработчиков аудио — ПО благодаря набору интерфейсов-оболочек для построения аудио плагинов.

wxWidgets — одна из старейших, но в то же время наиболее известных графических библиотек для отрисовки GUI. Её основной плюс — производительность. Если QT использует низкоуровневый код лишь для таких элементов, как кнопки и полосы прокрутки, то wxWidgets для каждой системы свой, и благодаря этому все элементы отображаются максимально похожими на системный стиль.

Важная особенность wxWidgets заключается в использовании «родных» графических элементов интерфейса операционной системы везде, где это возможно. Это существенное преимущество для многих пользователей, поскольку они привыкают работать в конкретной среде, а изменения интерфейса программ часто вызывают затруднения в их работе.

В Сети есть урок по работе с библиотекой от её разработчиков.

SDL 2.0

SDL — кроссплатформенная 2D-библиотека, предназначенная для написания приложений (в основном игр). Поддерживаются Windows, Linux, Mac OS, а также Android, Windows Mobile и iOS. Преимущества библиотеки — быстрота, надёжность и лёгкость в эксплуатации. Также в библиотеке реализованы профессиональные инструменты для работы со звуком — это большой плюс при разработке крупных проектов.

Комбинируется с wxWidgets и хорошо интегрируется с OpenGL.

Существует целый цикл уроков, размещённый на Habr.

Пожалуй, одна из самых известных графических библиотек. GTK+ — графический фреймворк, широко применяемый во многих системах. Изначально он задумывался как компонент GIMP, но за 20 лет после выпуска первой стабильной версии он нашёл применение в сотнях других приложений.

Сейчас GTK+ — это полноценный графический фреймворк, не уступающий тому же QT. Он поддерживает разные языки программирования и продолжает развиваться.

В своё время библиотека создавалась в качестве альтернативы Qt, которая была платной. GTK+ — один из немногих фреймворков, которые поддерживают язык C. Библиотека кроссплатформенная, но есть мнение, что программы на Linux выглядят более нативно, чем на Windows или Mac OS (GTK+ хорошо поддерживается даже на KDE). Интересно, что из-за некоторых проблем с кроссплатформенностью Wireshark перешла на Qt.

Пример первой программы можно посмотреть на Википедии.

FLTK (произносится как «‎фуллтик») — графическая библиотека, которая работает на Windows, Linux (X11) и Mac OS. Поддерживает 3D графику с помощью OpenGL и имеет встроенный GLUT симулятор. Есть встроенный софт для создания интерфейсов — FLUID. Документация по библиотеке находится здесь.

Nana — это кроссплатформенная библиотека для программирования GUI в стиле современного C++. Поддерживаемые системы: Windows, Linux (X11) и Mac OS (экспериментально). Поддержка С++1117 даёт возможность использовать современные фичи C++: лямбды, умные указатели и стандартную библиотеку. Так как это не фреймворк, использование Nana не будет оказывать влияния на архитектуру программы.

Здесь можно посмотреть документацию и примеры.

Заключение

Всегда следует учитывать особенности той или иной технологии. Выпишите список функций своего приложения, ещё раз прочитайте описания всех графических библиотек C++, и только после этого выбирайте то, что подойдёт вам больше всего.

Хинт для программистов: если зарегистрируетесь на соревнования Huawei Cup, то бесплатно получите доступ к онлайн-школе для участников. Можно прокачаться по разным навыкам и выиграть призы в самом соревновании.

Перейти к регистрации

Источник

Графические библиотеки.

Графические
средства в языке C++
и в его предшественнике C
полностью отсутствуют. Все возможности
для работы с графикой компиляторы C++
представляют в виде дополнительных
библиотек графических функций.

Если программа
работает под MS‑DOS,
то в качестве инструмента для работы с
графикой можно использовать графическую
библиотеку под MS‑DOS
компилятора BC++
3.1 фирмы Borland.

Если программа
работает под Windows,
то компилятор использует функции
графического интерфейса GDI
(Graphic
Device
Interface
– интерфейс графических устройств),
которые предоставляет ему система
Windows.
Исторически сложилось, что существуют
графические функции для двух платформ
Win16
и Win32.

Для создания
программ на платформе Win16
можно использовать компилятор BC++
3.1, если его настроить соответствующим
образом, или использовать компилятора
BC++
5.0.

Для создания
программ на платформе Win32
можно использовать компилятор BC++
5.0, или компиляторы Visual
C++
6.0, Visual
C++
2005.

В программах Win32
можно использовать также графические
функции специализированных графических
библиотек, таких как OpenGL.

Программирование графики в Windows.

Программирование
графики в Windows
имеет свои особенности. Во-первых, в
составе Windows
имеются графические функции, которые
любая программа может использовать для
создания изображений. Поэтому компиляторы,
создающие программы под Windows,
обычно не имеют собственных графических
библиотек, а используют функции, которые
им предоставляет система Windows.

Операционная
система Windows
имеет набор библиотечных функций для
разработки приложений. Эти функции
обеспечивают широкую поддержку
программирования приложений Windows
и в совокупности называются интерфейс
API
(Application
Program
Interface
–интерфейс прикладного программирова­ния).
Графические функции из состава API
Windows
объединены в отдельную группу –
подсистему GDI
(Graphic
Device
Interface
– интерфейс графических устройств). В
литературе эти функции называют –
графические функции API
Windows
или функции GDI
Windows.

Во-вторых,
работающая программа взаимодействует
с операционной системой Windows
с помощью механизма передачи сообщений.
Все свои действия программа производит
в ответ на последовательность сообщений.
Все время пока программа работает,
Windows
посылает ей сообщения. Сообщение
возникает, если что-то происходит в
системе, например нажатие клавиши,
движение мыши и т.д. Эти сообщения
помещаются в очередь. Очередь может
хранить несколько сообщений. Программа
обращается к очереди и извлекает первое
из сообщений. Затем программа или
обрабатывает это сообщение или переходит
к следующему сообщению. Рассмотрим
некоторые из этих сообщений.

1. Сообщение
   WM_PAINT
   отправляется, если существует
   необходимость нарисовать или перерисовать
   окно программы.

2. Сообщение
   WM_COMMAND
   отправляется, если пользователь выбирает
   команду меню.

3. Сообщение
   WM_DESTROY
   отправляется перед тем, как окно
   уничтожается и программа прекращает
   работу.

В-третьих, программа
работает в оконном режиме. При запуске
программы создается окно, в котором
выводятся результаты работы программы.
Приведем код программы создающей рабочее
окно. Пусть код находится в файле
OnlyWin.cpp

#include
<windows.h>

//прототип
функции окна

LRESULT
CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

//главная
функция приложения

int
WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, //идентификатор
приложения

HINSTANCE hPrevInstance,

LPSTR lpCmdParam,

int nCmdShow)

{

WCHAR
cname[] = L»Class»; // Имя
класса
окна

WCHAR
title[] = L»Hello API Windows»; // Заголовок
окна

MSG
msg;
// структура для работы с сообщениями

//регистрация
класса окна приложения

WNDCLASS
wc;
// структура для регистрации класса
окна приложения

wc.style
= 0;

wc.lpfnWndProc
= (WNDPROC)WndProc;
//адрес(имя) функции окна

wc.cbClsExtra
= 0;

wc.cbWndExtra
= 0;

wc.hInstance
= hInstance;
//идентификатор приложения

wc.hIcon
= LoadIcon(hInstance, (LPCTSTR)IDI_APPLICATION);

wc.hCursor =
LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

wc.hbrBackground
= (HBRUSH)GetStockObject(LTGRAY_BRUSH);

wc.lpszMenuName
= 0;

wc.lpszClassName
= cname;

if(!RegisterClass(&wc))
//регистрация класса окна приложения

return
0;

//создание
окна приложения

HWND
hWnd;
// идентификатор окна приложения

hWnd
= CreateWindow(cname,

title,

WS_OVERLAPPEDWINDOW,

CW_USEDEFAULT,

CW_USEDEFAULT,

CW_USEDEFAULT,

CW_USEDEFAULT,

NULL,
//идентификатор окна-родителя

NULL,
//идентификатор меню дочернего
окна

hInstance,
//идентификатор приложения

NULL);

if(!hWnd)

return
0;

//
Функция
ShowWindow рисует
окно

//
функция UpdateWindows
посылает сообщение WM_PAINT

//
для обновления окна

ShowWindow(hWnd,
nCmdShow);

UpdateWindow(hWnd);

//
Запускаем цикл обработки сообщений

while(GetMessage(&msg,
NULL, 0, 0))

{

TranslateMessage(&msg);

DispatchMessage(&msg);

}

return
0;

}

//функция
окна, обрабатывающая сообщения

LRESULT
CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message,

WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

switch(message)

{

//сообщение
при закрытии окна

case
WM_DESTROY:

PostQuitMessage(0);
//выход из цикла сообщений

break;

default:

return
DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);

}

return
0;

}

Отметим общие
черты любой
программы
работающей в системе Windows.

Каждая
Windows
программа, явно (API
программирование) или неявно (библиотека
классов MFC)
содержит две основные функции приложения
– главную функцию WinMain
и функцию окна WndProc.
Если приложение состоит из нескольких
окон, то для каждого окна имеется своя
функция окна.

Посмотрим,
что содержится в главной функции. В
работе главной функции WinMain
можно выделить три основные этапа.

1)
Регистрация класса окна.

2)
Создание окна и вывод его на экран.

3)
Запуск цикла обработки сообщений.

На
первом этапе,
регистрация класса окна осуществляется
функцией:

ATOM
RegisterClass(CONST WNDCLASS *lpWndClass);

Единственным
параметром этой функции является
указатель на структуру WNDCLASS.
Приведем поля этой структуры.

typedef
struct _WNDCLASS{

UINT style; //стиль
окна

WNDPROC lpfnWndProc; //адрес
(имя) оконной функции

int cbClsExtra; //дополнительные
данные

int cbWndExtra; //дополнительные
данные

HANDLE hInstance; //идентификатор
приложения

HICON hIcon; //иконка
окна

HCURSOR hCursor; //курсор
окна

HBRUSH hbrBackground; //цвет
заполнения окна

LPCTSTR lpszMenuName; //имя
меню окна

LPCTSTR lpszClassName; //имя
класса окна

}
WNDCLASS;

На
втором этапе
работы главной функции, для создания
окна вызывается API-функцией
CreateWindow().
Эта функция имеет 11 параметров. Приведем
значения этих параметров.

HWND
CreateWindow(

LPCTSTR lpClassName, //имя
класса
окна

LPCTSTR lpWindowName, //заголовок
окна

DWORD dwStyle, //стиль
окна

int x, //координата
угла окна

int y, //координата
угла окна

int nWidth, //ширина
окна

int nHeight, //высота
окна

HWND hWndParent, //идентификатор
окна-родителя

HMENU hMenu, //идентификатор
меню

HANDLE hInstance, //идентификатор
приложения

LPVOID lpParam //дополнительная
информация

);

Для
вывода окна на экран используется
следующая функция:

BOOL
ShowWindow(HWND hWnd, int nCmdShow);

На
третьем этапе
главная функция организует цикл обработки
сообщений с помощью следующих трех
функций.

BOOL
GetMessage(LPMSG lpMsg, HWND hWnd, UINT minMsg, UINT maxMsg);

BOOL
TranslateMessage(CONST MSG *lpMsg);

BOOL
DispatchMessage(CONST MSG *lpMsg);

Во
всех трех функциях присутствует указатель
на структуру сообщений MSG.
Приведем поля этой структуры.

typedef
struct tagMSG{

HWND hwnd; //идентификатор
окна, которому идет сообщение

UINT message; //код
сообщения

WPARAM wParam; //дополнительная
информация о сообщении

LPARAM lParam; //дополнительная
информация о сообщении

DWORD time; //врем
посылки сообщения

POINT pt; //положение
курсора мыши

}
MSG;

Сообщение,
которое содержится в полях структуры
MSG,
попадает в цикл обработки сообщений,
расшифровывается и передается функции
окна WndProc,
для дальнейшей обработки. Функция
WndProc
– это особенная функция, она вызывается
самой системой, когда окну приходит
сообщение. Функция окна WndProc
имеет четыре параметра, совпадающие с
первыми четырьмя полями структуры MSG.
Ниже приводится прототип этой функции.

LRESULT
CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message,

WPARAM wParam, LPARAM lParam);

Посмотрим,
что содержится внутри функции окна.
Обязательной частью функции окна
является блок обработки сообщений
message.
Чаще всего этот блок оформляют в виде
переключателя switch.

switch(message)

{

//сообщение
при закрытии окна

case
WM_DESTROY:

PostQuitMessage(0);
//выход из цикла сообщений

break;

default:

return
DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);

}

В
данной программе этот блок очень простой.
По сути дела явно обрабатывается одно
сообщение WM_DESTROY.

В
функции окна WndProc
обязательно по умолчанию должен
присутствовать вызов функции
DefWindowProc().
Функция DefWindowProc()может
обрабатывать любое сообщение, приходящее
к окну. Однако сообщение
WM_DESTROY
требует дополнительных действий от
программиста. Когда приходит сообщение
WM_DESTROY
система закрывает окно. Но при этом
программа остается в памяти, если не
вызвать функцию PostQuitMessage().

Итак,
написан код программы, единственным
результатом работы которой является
вывод окна приложения на экран монитора.
Теперь надо компилировать программу и
создать исполняемый файл. Для этой цели
воспользуемся компилятором Visual
C++
2005.

Компиляция
WIN32
–программ с помощью VISUAL
C++
2008

Проект,
в программной среде VISUAL
C++
2008 создается точно также как и в среде
VISUAL
C++
2005. Имеются некоторые отличия, но об
этом скажем после. Сначала выполняем
действия, описанные в пункте «Компиляция
WIN32
–программ с помощью VISUAL
C++
2005». Причем в качестве файла, содержащего
код программы, можно взять готовый файл,
например GraphWin.cpp,
или OnlyWin.cpp.

Когда
проект приложения будет создан, выполняем
компиляцию. Скорее всего, ошибок не
будет, зато появится много предупреждений,
о ненадежных системных функциях, которые
используются в Вашей программе. Речь
идет о функциях, связанных с различными
кодировками текстовых строк.

Эту проблему можно
решить одной установкой в настройке
проекта. Идем
по
пути:
Project 
GraphWin Properties 
Configuration Properties 
General. В
окне
Character Set устанавливаем
запись
Use Unicode Character Set. Проект
готов, можно компилировать.

Компиляция
WIN32
–программ с помощью VISUAL
C++
2005

Назовем
проект нашего приложения OnlyWin.
Файлы проекта будем помещать в папку
D:BC-WORKOnlyWin.
Запустим VISUAL
C++
2005 и в главном меню в пункте File
пройдем по цепочке File
– New
– Project
, где выбираем пункт Empty
Project.
В окошке Name
пишем OnlyWin,
а в окошке Location
соответственно D:BC—WORK.

Рис.3.

Окно
New Projects компилятора
Visual C++ 2005.

Нажимаем
OK.
В результате этих действий создается
папка D:BC-WORKOnlyWin.
В этой папке находятся служебные файлы
создаваемого проекта. Среди этих файлов
отметим файл OnlyWin.vcproj,
который позволяет загрузить проект в
интегрированную среду компилятора
Visual
C++
2005.

В папку проекта
надо также поместить
файл OnlyWin.cpp,
с кодом нашей программы, и включить его
в создаваемый проект. Существует
несколько способов включения файлов в
проект. Рассмотрим два таких способа.

Первый способ.
Предположим, что файл OnlyWin.cpp
уже существует. Поместим тогда его в
папку D:BC-WORKOnlyWin.

Загрузим проект
в интегрированную
среду компилятора Visual
C++.
В главном окне компилятора
Visual
C++
, слева имеется
окно Solution
Explorer
– OnlyWin.
Подводим мышку к надписи Source
Files
и щелкаем правой кнопкой. В появившемся
маленьком меню выбираем пункт Add
–
Existing Item.
Находим файл OnlyWin.cpp
в папке D:BC-WORKOnlyWin.
Включаем файл в проект. У пункта Source
files
появится плюс +.

Щелкаем по плюсу
левой кнопкой, а затем двойным щелчком
левой кнопкой открываем файл OnlyWin.cpp
в главном окне.

Второй
способ.
Загрузим проект
в интегрированную
среду компилятора Visual
C++.
Подводим мышку к надписи Source
Files
и щелкаем правой кнопкой. В появившемся
маленьком меню выбираем пункт Add
– New
Item.В
появившемся окне Add
New
Item
— OnlyWin
выбираем пункт C++
File
(.cpp).
В окошке Name
напишем OnlyWin.

Рис.4.

Окно Add
New
Item
компилятора Visual
C++
2005, для добавления новых объектов в
проект.

Нажимаем
кнопку Add.
В результате создается пустой фай
OnlyWin.cpp,
включенный в проект.
В этот файл можно внести код программы
двумя способами. Во-первых, можно
скопировать готовый код из другого
файла. Во-вторых, можно напечатать
строчки кода, находясь в редакторе
компилятора Visual
C++
2005.

Рис.5.

Главное окно
компилятора Visual
C++
2005.

Теперь, чтобы
компилировать код, в окошке Build
главного меню выбираем пункт Compile.
Если компиляция прошла успешно, то в
окошке Build
выбираем пункт Build
OnlyWin
и создаем исполняемый файл OnlyWin.exe.
Файл OnlyWin.exe
располагается в папке D:BC-WORKOnlyWinDebug

Рис.6

Результат работы
программы OnlyWin.exe.

Запустить
программу
можно
или
из
папки
D:BC-WORKOnlyWinDebug,
или
в
главном
меню
в
окошке
Debug выбрать
пункт
Start Without Debugging. На
Рис.6 приведен результат работы программы.

Соседние файлы в папке ИГС

• #

  17.04.201812.92 Кб15 сплайн.txt

• #

  17.04.201813.09 Кб25IGS.txt

• #

  17.04.201819.45 Кб2l6.txt

• #
• #
• #
• #
• #
• #

  17.04.201819.47 Кб3Безье 19вар.txt

Автор: Роман Подобедов

Введение

Сейчас трёхмерные изображения можно увидеть везде, начиная от компьютерных игр и заканчивая системами моделлирования в реальном времени. Раньше, когда трёхмерная графика существовала только на суперкомпьютерах, не существовало единого стандарта в области графики. Все программы писались с «нуля» или с использованием накопленного опыта, но в каждой программе реализовывались свои методы для отображения графической информации. С приходом мощных процессоров и графических ускорителей трёхмерная графика стала реальностью для персональных компьютеров. Но в тоже время производители программного обеспечения столкнулись с серьёзной проблемой — это отсутствие каких-либо стандартов, которые позволяли писать программы, независимые от оборудования и операционной системы. Одним из первых таких стандартов, существующий и по сей день является OpenGL.

OpenGL — это графический стандарт в области компьютерной графики. На данный момент он является одним из самых популярных графических стандартов во всём мире. Ещё в 1982 г. в Стенфордском университете была разработана концепция графической машины, на основе которой фирма Silicon Graphics в своей рабочей станции Silicon IRIS реализовала конвейер рендеринга. Таким образом была разработана графическая библиотека IRIS GL. На основе библиотеки IRIS GL, в 1992 году был разработан и утверждён графический стандарт OpenGL. Разработчики OpenGL — это крупнейшие фирмы разработчики как оборудования так и программного обеспечения: Silicon Graphics, Inc., Microsoft, IBM Corporation, Sun Microsystems, Inc., Digital Equipment Corporation (DEC), Evans & Sutherland, Hewlett-Packard Corporation, Intel Corporation и Intergraph Corporation.

OpenGL переводится как Открытая Графическая Библиотека (Open Graphics Library), это означает, что OpenGL — это открытый и мобильный стандарт. Программы, написанные с помощью OpenGL можно переносить практически на любые платформы, получая при этом одинаковый результат, будь это графическая станция или суперкомпьютер. OpenGL освобождает программиста от написания программ для конкретного оборудования. Если устройство поддерживает какую-то функцию, то эта функция выполняется аппаратно, если нет, то библиотека выполняет её программно.

Что же представляет из себя OpenGL? С точки зрения программиста OpenGL — это программный интерфейс для графических устройств, таких как графические ускорители. Он включает в себя около 150 различных команд, с помощью которых программист может определять различные объекты и производить рендеринг. Говоря более простым языком, вы определяете объекты, задаёте их местоположение в трёхмерном пространстве, определяете другие параметры (поворот, масштаб, …), задаёте свойства объектов (цвет, текстура, материал, …), положение наблюдателя, а библиотека OpenGL позаботится о том чтобы отобразить всё это на экране. Поэтому можно сказать, что библиотека OpenGL является только воспроизводящей (Rendering), и занимается только отображением 3Д обьектов, она не работает с устройствами ввода (клавиатуры, мыши). Также она не поддерживает менеджер окон.

OpenGL имеет хорошо продуманную внутреннюю структуру и довольно простой процедурный интерфейс. Несмотря на это с помощью OpenGL можно создавать сложные и мощные программные комплексы, затрачивая при этом минимальное время по сравнению с другими графическими библиотеками.

В некоторых библиотеках OpenGL (например под X Windows) имеется возможность изображать результат не только на локальной машине, но также и по сети. Приложение, которое вырабатывает команды OpenGL называется клиентом, а приложение, которое получает эти команды и отображает результат — сервером. Таким образом можно строить очень мощные воспроизводящие комплексы на основе нескольких рабочих станций или серверов, соединённых сетью.

Основные возможности OpenGL.

Что предоставляет библиотека в распоряжение программиста? Основные возможности:

• Геометрические и растровые примитивы. На основе геометрических и растровых примитивов строятся все объекты. Из геометрических примитивов библиотека предоставляет: точки, линии, полигоны. Из растровых: битовый массив(bitmap) и образ(image)
• Использование В-сплайнов. B-сплайны используются для рисования кривых по опорным точкам.
• Видовые и модельные преобразования. С помощью этих преобразований можно располагать обьекты в пространстве, вращать их, изменять форму, а также изменять положение камеры из которой ведётся наблюдение.
• Работа с цветом. OpenGL предоставляет программисту возможность работы с цветом в режиме RGBA (красный-зелёный-синий-альфа) или используя индексный режим, где цвет выбирается из палитры.
• Удаление невидимых линий и поверхностей. Z-буферизация.
• Двойная буферизация. OpenGL предоставляет как одинарную так и двойную буферизацию. Двойная буферизация используется для того, чтобы устранить мерцание при мультипликации, т.е. изображение каждого кадра сначала рисуется во втором(невидимом) буфере, а потом, когда кадр полностью нарисован, весь буфер отображается на экране.
• Наложение текстуры. Позволяет придавать объектам реалистичность. На объект, например шар, накладывается текстура(просто какое-то изображение), в результате чего наш объект теперь выглядит не просто как шар, а как разноцветный мячик.
• Сглаживание. Сглаживание позволяет скрыть ступенчатость, свойственную растровым дисплеям. Сглаживание изменяет интенсивность и цвет пикселей около линии, при этом линия смотрится на экране без всяких зигзагов.
• Освещение. Позволяет задавать источники света, их расположение, интенсивность, и т.д.
• Атмосферные эффекты. Например туман, дым. Всё это также позволяет придать объектам или сцене реалистичность, а также «почувствовать» глубину сцены.
• Прозрачность объектов.
• Использование списков изображений.

Дополнительные библиотеки OpenGL

Несмотря на то, что библиотека OpenGL (сокращённо GL) предоставляет практически все возможности для моделирования и воспроизведения трёхмерных сцен, некоторые из функций, которые требуются при работе с графикой, отсутствуют в стандартной библиотеке OpenGL.. Например, чтобы задать положение и направление камеры, с которой будет наблюдаться сцена, нужно самому рассчитывать модельную матрицу, а это далеко не все умеют. Поэтому для OpenGL существуют так называемые вспомогательные библиотеки.

Первая из этих библиотек называется GLU. Эта библиотека уже стала стандартом и поставляется вместе с главной библиотекой OpenGL. В состав этой библиотеки вошли более сложные функции, например для того чтобы определить цилиндр или диск потребуется всего одна команда. Также в библиотеку вошли функции для работы со сплайнами, реализованы дополнительные операции над матрицами и дополнительные виды проекций.

Следующая библиотека, также широко используемая — это GLUT. Это также независимая от платформы библиотека. Она реализует не только дополнительные функции OpenGL, но и предоставляет функции для работы с окнами, клавиатурой и мышкой. Для того чтобы работать с OpenGL в конкретной операционной системе (например Windows или X Windows), надо провести некоторую предварительную настройку и эта предварительная настройка зависит от конкретной операционной системы. С библиотекой GLUT всё намного упрощается, буквально несколькими командами можно определить окно, в котором будет работать OpenGL, определить прерывание от клавиатуры или мышки и всё это не будет зависеть от операционной системы. Библиотека предоставляет также некоторые функции, с помощью которых можно определять некоторые сложные фигуры, такие как конусы, тетраэдры, и даже можно с помощью одной команды определить чайник!

Есть ещё одна библиотека похожая на GLUT, называется она GLAUX. Это библиотека разработана фирмой Microsoft для операционной системы Windows. Она во многом схожа с библиотекой GLUT, но немного отстаёт от неё по своим возможностям. И ещё один недостаток заключается в том, что библиотека GLAUX предназначена только для Windows, в то время как GLUT поддерживает очень много операционных систем.

Существуют и другие дополнительные библиотеки для OpenGL. Все они добавляют что-то своё или ориентированы на какую-то платформу. Например существует такая библиотека как GLX — это расширение для X Windows, позволяющее использовать в X Windows OpenGL. GLX предоставляет не только локальный рендеринг, но и рендеринг по сети.

Альтернативы OpenGL

Хотя библиотека OpenGL и считается одной из лучших библиотек как для профессионального применения так и для игр, у неё существуют и конкуренты.

Одним из главных конкурентов считается Direct3D из пакета DirectX, разработанный фирмой Microsoft. Direct3D создавался исключительно для игровых приложений. Если сравнивать эти две библиотеки, то нельзя сказать, что одна из них лучше, а другая хуже, у каждой библиотеки имеются свои особенности. Например, если сравнивать их в плане переносимости программ с одной платформы на другую, то Direct3D будет работать только на Intel платформах под управлением операционной системы Windows, в то время программы, написанные с помощью OpenGL можно успешно перенести на такие платформы как Unix, Linux, SunOS, IRIX, Windows, MacOS и многие другие. А вот в плане объектно-ориентированного подхода OpenGL уступает Direct3D. OpenGL работает по принципу конечного автомата, переходя из одного состояния в другое, совершая при этом какие-то преобразования. Ещё одним преимуществом Direct3D является поддержка дешёвого оборудования, OpenGL же поддерживается не на всех графических картах, но для профессиональных ускорителей OpenGL является стандартом де-факто. И ещё, OpenGL легче чем Direct3D для изучения основ графики, OpenGL можно применять например для начального изучения трёхмерной графики.

GLide до недавнего времени тоже являлся довольно широко используемым стандартом для игровых приложений. Этот стандарт создала фирма 3Dfx и библиотека GLide создавалась исключительно для видео ускорителей фирмы 3Dfx Voodoo и была оптимизирована исключительно под них. GLide является более низкоуровневым по отношению к OpenGL и по своим командам похож на него. GLide мало чем отличается от OpenGL по своим возможностям, за исключением некоторых функций, которые специально предназначались для Voodoo ускорителей. Но к сожалению 3Dfx отказалась от этого стандарта, передав его в руки разработчиков открытого программного обеспечения.

Есть ещё несколько библиотек, среди них можно отметить Heidi. Heidi это библиотека или даже лучше сказать драйвер для визуализации трёхмерных сцен, используемый только в 3D Studio Max и только под Windows NT.

Стоит также отметить совместную разработку двух гигантов — Microsoft и Silicon Graphics в области стандартизации компьютерной графики. Этот проект носит название Fahrenheit и сейчас находится в стадии разработки.

Заключение

Заканчивая вводный рассказ про OpenGL хочется подвести некоторые итоги. Итак OpenGL представляет собой единый стандарт для разработки трёхмерных приложений, сочетает в себе такие качества как мощь и в то же время простоту. Мультиплатформенность позволяет без труда переносить программное обеспечение с одной операционной системы в другую. OpenGL предоставляет вам в распоряжение всю мощь аппаратных возможностей, которые вы имеете на данном компьютере и при написании программ вам не нужно будет беспокоится о конкретных деталях используемого оборудования, за вас побеспокоится драйвер OpenGL. OpenGL прекрасно подходит как для профессионалов так и для новичков в области компьютерной графики.

Дополнительные материалы:

DirectX от WinG до Fahrenheit
DirectX7 vs DirectX6
Коротко о DirectX7
OpenGL 2.0: программируемый, масштабируемый и расширяемый
OpenML. Первый взгляд

Разработчики:	Silicon Graphics, затем Khronos Group
Выпущена:	январь 1994
Предыдущий выпуск:	4.6
Операционная система:	Windows NT, Windows Phone, macOS, Linux, Android, iOS, Apple TV, Tizen, OS/2
Веб-сайт	opengl.org

OpenGL (англ. Open Graphics Library) — открытая графическая библиотека OpenGL, которая является одним из самых популярных прикладных программных интерфейсов API (Application Programming Interface) для разработки приложений в области двумерной и трехмерной графики.

Библиотека насчитывает около 300 различных команд, которые программист использует для задания объектов и операций, необходимых для написания интерактивных графических приложений. Используется также при создании компьютерных игр, САПР, виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях.

Библиотека OpenGL достаточно проста в использовании и обучении, обладает очень широким спектром возможностей. Вот некоторые из ее достоинств:

• Стабильность. OpenGL устоявшийся стандарт. Все изменения, вносимые в него, анонсируются загодя и реализуются так, чтобы уже существующее ПО не сбоило на новых графических картах.
• Надежность. Все приложения, использующие OpenGL, гарантируют одинаковый визуальный результат, независимо от оборудования и операционной системы.
• Переносимость. Приложения, использующие OpenGL, могут запускаться на различных архитектурах и под различными операционными системами (естественно, при условии перекомпиляции приложения, то есть OpenGL обеспечивает переносимость на уровне исходных кодов). ^{[Источник 1]}

На сегодняшний день графическая система OpenGL поддерживается большинством производителей аппаратных и программных платформ. Эта система доступна тем, кто работает в среде Microsoft Windows, пользователям компьютеров Apple, Unix-платформ, PlayStation 3. Свободно распространяемые коды системы Mesa (пакет API на базе OpenGL) можно компилировать в большинстве операционных систем, в том числе в Linux. Из лицензионных соображений Mesa является «неофициальной” реализацией OpenGL, хотя полностью с ней совместима на уровне кода.

На базовом уровне OpenGL — это документ, описывающий набор функций и их точное поведение. Производители оборудования на основе этой спецификации создают реализации — библиотеки функций, соответствующих набору функций спецификации. Реализация использует возможности оборудования там, где это возможно. Если аппаратура не позволяет реализовать какую-либо возможность, она должна быть эмулирована программно. Производители должны пройти специфические тесты (conformance tests — тесты на соответствие) прежде чем реализация будет классифицирована как OpenGL реализация. Таким образом, разработчикам программного обеспечения достаточно научиться использовать функции, описанные в спецификации, оставив эффективную реализацию последних разработчикам аппаратного обеспечения.

Спецификация OpenGL пересматривается Консорциумом ARB (Architecture Review Board). Консорциум состоит из компаний, заинтересованных в создании широко распространённого и доступного API. Согласно официальному сайту OpenGL, членами ARB с решающим голосом на ноябрь 2004 года являются производители профессиональных графических аппаратных средств SGI, 3Dlabs, Matrox и Evans & Sutherland (военные приложения), производители потребительских графических аппаратных средств ATI и NVIDIA, производитель процессоров Intel, и изготовители компьютеров и компьютерного оборудования IBM, Apple, Dell, Hewlett-Packard и Sun Microsystems, а также один из лидеров компьютерной игровой индустрии id Software. Microsoft, один из основоположников Консорциума, покинула его в марте 2003 года. Помимо постоянных членов, каждый год приглашается большое количество других компаний, становящихся частью OpenGL ARB в течение одного года. Такое большое число компаний, вовлеченных в разнообразный круг интересов, позволило OpenGL стать прикладным интерфейсом широкого назначения с большим количеством возможностей.

История развития OpenGL

Графическая библиотека OpenGL, как утвержденный индустриальный стандарт, разработана и утверждена в 1992 году.
Компьютерная графика нашла широкое распространение и применение в повседневной жизни. Учёные используют компьютерную графику для анализа результатов моделирования. Инженеры и архитекторы используют трёхмерную графику для создания виртуальных моделей. Кинематографисты создают спецэффекты или полностью анимированные фильмы (“Шрек”, “История игрушек” и др.). В последние годы широкое распространение получили также компьютерные игры, максимально использующие трёхмерную графику для создания виртуальных миров.

Распространению компьютерной графики сопутствовали свои трудности. В 1990-х разработка программного продукта, способного работать на большом количестве графического оборудования, была сопряжена с большими временны́ми и финансовыми затратами. Было необходимо отдельно создавать модули для каждого типа графических адаптеров, что порой приводило к размножению одинакового программного кода. Это сильно тормозило развитие и распространение компьютерной графики. ^{[Источник 2]}

OpenGL 1.0

Silicon Graphics Incorporated (SGI) специализировалась на создании высокотехнологического графического оборудования и программных средств. Являясь в то время лидером в трёхмерной графике, SGI видела проблемы и барьеры в росте рынка. Поэтому было принято решение стандартизировать метод доступа к графической аппаратуре на уровне программного интерфейса.

Таким образом появился программный интерфейс OpenGL, который стандартизирует доступ к графической аппаратуре путём смещения ответственности за создание аппаратного драйвера на производителя графического устройства. Это позволило разработчикам программного обеспечения использовать более высокий уровень абстракции от графического оборудования, что значительно ускорило создание новых программных продуктов и снизило на них затраты.

В 1992 году компания SGI возглавила OpenGL ARB — группу компаний по разработке спецификации OpenGL. OpenGL эволюционировал из 3D-интерфейса SGI — IRIS GL. Одним из ограничений IRIS GL было то, что он позволял использовать только возможности, поддерживаемые оборудованием; если возможность не была реализована аппаратно, приложение не могло её использовать. OpenGL преодолевает эту проблему за счёт программной реализации возможностей, не предоставляемых аппаратно, что позволяет приложениям использовать этот интерфейс на относительно маломощных системах.

В 1995 году была выпущена библиотека Direct3D от Microsoft. Вскоре Microsoft, SGI и Hewlett-Packard начали проект под названием Fahrenheit, который предусматривал создание более универсального программного интерфейса на основе Direct3D и OpenGL. Идея казалась достаточно обещающей, призванной навести порядок в области интерактивной трёхмерной графики, однако, в результате финансовых трудностей в SGI и отсутствия должной индустриальной поддержки, проект был закрыт.

OpenGL 2.0

В сентябре 2001 года 3DLabs раскрыла свое видение OpenGL 2.0. Говорили, что по сравнению с DirectX главной проблемой OpenGL является Консорциум (который и должен заниматься развитием OpenGL), в который входит большое количество компаний с различными интересами, что приводит к длительному периоду принятия новой версии спецификации. OpenGL версии 2.0 была представлена 3Dlabs в ответ на беспокойство относительно медленного и нечёткого направления развития OpenGL. 3Dlabs предложила ряд существенных дополнений к стандарту, наиболее значимым из которого было добавление к ядру OpenGL языка обработки полутонов GLSL. Это позволяет программисту заменить фиксированный конвейер OpenGL небольшими программами на специальном языке для создания различных эффектов, таких, как bump mapping, normal mapping, parallax mapping, HDR и т. д.

Однако, ещё до введения в стандарт OpenGL языка GLSL существовала возможность разрабатывать спецэффекты на языках ассемблера (расширения vertex_program, fragment_program) и Cg (NVidia C for Graphics). Многие предложенные возможности пока отсутствуют в версии OpenGL 2.0, хотя некоторые из них реализованы многими производителями в виде расширений.

OpenGL 2.1

Вышел в свет 2 июля 2006 года.

Добавлена поддержка GLSL версии 1.2

Новые расширения:

• ARB_pixel_buffer_object — объект буфера может сохранять данные изображения, тем самым улучшая производительность преобразований изображения с помощью GPU;
• EXT_texture_sRGB — позволяет указать цветовое значение пикселя из пространства цветов sRGB.

OpenGL 3.0

11 августа 2008 года Khronos Group представила новую версию спецификации OpenGL.

Поддерживают видеокарты:

• Radeon HD серии;
• GeForce 8, 9;
• GTX 100;
• GTX 200;
• GTX 300;
• GTX 400 серии.

OpenGL 3.1

24 марта 2009 года Khronos Group анонсировала OpenGL 3.1. В новой версии произведена чистка компонентов, которые были объявлены устаревшими, но оставались в OpenGL 3.0 для сглаживания перехода на новую версию API (устаревшие компоненты возможно в дальнейшем использовать через GL_ARB_compatibility extension).

OpenGL 3.2

3 августа 2009 года Khronos Group анонсировала OpenGL 3.2. Новая версия продолжает развитие стандарта OpenGL, чтобы дать разработчикам графики кроссплатформенный доступ к передовой функциональности GPU.

Поддерживают видеокарты:

• Radeon серии HD;
• GeForce 8000, 9000;
• GTX серий 200 и 400.

Нововведения:

1. Поддержка GLSL версии 1.50 (GLSL).
2. Порядок вершинных компонентов BGRA (GL_ARB_vertex_array_bgra) — в шейдере можно читать 4-компонентные вершинные атрибуты в формате RGBA.
3. Команды отрисовки теперь позволяют модификацию базового индекса вершины (GL_ARB_draw_elements_base_vertex) — можно использовать один набор вершинных буферов для хранения множества мешей.
4. Настройка координатного соглашения фрагментных шейдеров (GL_ARB_fragment_coord_conventions) — для облегчения написания мультирендеров (с поддержкой OpenGL и DirectX).
5. Настройка “побуждающей” вершины (GL_ARB_provoking_vertex).
6. Бесшовное фильтрование кубических карт (GL_ARB_seamless_cube_map).
7. Текстуры с мультивыборкой и текстурные семплеры для заданных областей выборки (GL_ARB_texture_multisample).
8. Управление отсечением фрагментов по глубине (GL_ARB_depth_clamp) — для теней и прочего.
9. Геометрические шейдеры (GL_ARB_geometry_shader4).
10. Fence sync objects (GL_ARB_sync) — контроль загрузки в буферы.

OpenGL 3.3

Представлена вместе с OpenGL 4.0 11 марта 2010 года. Позволяет максимально возможно приблизиться к функциональности OpenGL 4.0 на аппаратной базе предыдущего поколения.

OpenGL 4.0

11 марта 2010 года Khronos Group представила финальный вариант спецификации OpenGL 4.0 и языка обработки полутонов GLSL 4.0. OpenGL 4.0 полностью обратно совместим со старыми расширениями OpenGL, используя режим совместимости введенный в OpenGL 3.2.

Нововведения:

1. Две новые ступени обработки полутонов, что позволяет перенести обработку тесселяции с центрального процессора на GPU;
2. Поддержка выборочных фрагментных шейдеров (per-sample fragment shaders) и программируемых фрагментных шейдеров входных позиций для увеличения качества рендеринга и гибкости в управлении сглаживанием;
3. Прорисовка данных, сгенерированных OpenGL или такими внешними API, как OpenCL, без участия центрального процессора;
4. Шейдерные подпрограммы помогут значительно увеличить гибкость написания программ;
5. Разделение состояния текстур и текстурных данных через добавление нового типа данных под названием “объекты семплов”;
6. 64-битная двойная точность с плавающей запятой операций с шейдерами и ввода-вывода для увеличения точности и качества рендеринга;
7. Увеличение производительности, включая шейдеры геометрии образца, массивов образца и новых запросов к таймеру.

OpenGL 4.1

26 июля 2010 года, Khronos Group анонсировала спецификацию OpenGL 4.1. Спецификация включает в себя обновление GLSL до версии 4.10.

Нововведения:

1. Полная совместимость с OpenGL ES 2.0 API;
2. Возможность опрашивать и загружать бинарные данные для объектов шейдерных программ;
3. 64-х битные компоненты с плавающей точкой для вершинных шейдеров (повышается геометрическая точность);
4. Использование различных точек обзора.

Новые расширения:

• Sync-объекты OpenGL, связанные с event-объектами OpenCL;
• Возможность установить шаблонные (stencil) значения во фрагментном шейдере;
• Некоторые особенности для улучшения надежности, например при запуске WebGL приложений;
• Механизмы обратной связи для получения ошибок и предупреждений.

OpenGL 4.2

8 августа 2011 года Khronos Group опубликовала спецификацию OpenGL 4.2 и языка шейдеров GLSL 4.2. ^{[Источник 3]}

Нововведения:

1. Возможность использования в шейдерах атомарных счетчиков и атомарных операций модификации (атомарный цикл чтение-изменение-запись) для одного уровня текстур;
2. Возможность геометрических преобразований с использованием тесселяции на стороне GPU и отрисовки нескольких экземпляров полученных преобразований;
3. Поддержка изменения произвольной части сжатой текстуры, без повторной загрузки в GPU текстуры целиком;
4. Поддержка упаковки нескольких 8- и 16-разрядных значений в одно 32-разрядное значение для эффективной обработки шейдеров cо значительным сокращением используемого объема памяти и повышением пропускной способности.

OpenGL 4.3

6 августа 2012 года Khronos Group опубликовала на SIGGRAPH 2012 спецификации OpenGL 4.3. Кроме новых возможностей, OpenGL 4.3 приносит поддержку нового типа шейдеров через расширение GL_ARB_compute_shader. Новая версия обратно совместима с предыдущими.

OpenGL 4.4

22 июля 2013 года Khronos Group на SIGGRAPH в Анахайм, Калифорния опубликовала спецификации OpenGL 4.4.

Поддерживается видеокартами:

• AMD/ATi Radeon HD 5000/6000/7000/8000 и 200 серии;
• Nvidia GeForce 400/500/600/700/980 серии.

OpenGL 4.5

11 августа 2014 года Khronos Group на SIGGRAPH в Ванкувере, Канада опубликовала спецификации OpenGL 4.5.

Поддерживается видеокартами:

• AMD/ATi Radeon на базе архитектуры GCN;
• Nvidia GeForce 400/500/600/700/800/900 серии.

OpenGL 4.6

31 июля 2017 года Khronos Group опубликовала спецификации OpenGL 4.6.

Нововведение:

1. Переносимое промежуточное представление шейдеров SPIR-V, изначально разработанное для API Vulkan.

Vulkan

Vulkan — новый API, отвечающий требованиям современных реалий и устраняющий основные недостатки OpenGL. Он предлагает более низкие накладные расходы и более непосредственный контроль над GPU. Khronos Group ведёт его разработку с 2014 года.

Основные возможности

Возможности OpenGL описывают через функции его библиотеки. Все функции можно разделить на пять категорий:

1. Функции описания примитивов определяют объекты нижнего уровня иерархии (примитивы), которые способна отображать графическая подсистема. В OpenGL в качестве примитивов выступают точки, линии, многоугольники и т.д.
2. Функции описания источников света служат для описания положения и параметров источников света, расположенных в трехмерной сцене.
3. Функции задания атрибутов. С помощью задания атрибутов программист определяет, как будут выглядеть на экране отображаемые объекты. Другими словами, если с помощью примитивов определяется, что появится на экране, то атрибуты определяют способ вывода на экран. В качестве атрибутов OpenGL позволяет задавать цвет, характеристики материала, текстуры, параметры освещения.
4. Функции визуализации позволяет задать положение наблюдателя в виртуальном пространстве, параметры объектива камеры. Зная эти параметры, система сможет не только правильно построить изображение, но и отсечь объекты, оказавшиеся вне поля зрения.
5. Набор функций геометрических преобразований позволяют программисту выполнять различные преобразования объектов — поворот, перенос, масштабирование.

При этом OpenGL может выполнять дополнительные операции, такие как использование сплайнов для построения линий и поверхностей, удаление невидимых фрагментов изображений, работа с изображениями на уровне пикселей и т.д.

Интерфейс OpenGL

OpenGL состоит из набора библиотек. Все базовые функции хранятся в основной библиотеке, для обозначения которой в дальнейшем мы будем использовать аббревиатуру GL. Помимо основной, OpenGL включает в себя несколько дополнительных библиотек (рис. 1).

Первая из них – библиотека утилит GL(GLU – GL Utility). Все функции этой библиотеки определены через базовые функции GL. В состав GLU вошла реализация более сложных функций, таких как набор популярных геометрических примитивов (куб, шар, цилиндр, диск), функции построения сплайнов, реализация дополнительных операций над матрицами и т.п.

OpenGL не включает в себя никаких специальных команд для работы с окнами или ввода информации от пользователя. Поэтому были созданы специальные переносимые библиотеки для обеспечения часто используемых функций взаимодействия с пользователем и для отображения информации с помощью оконной подсистемы. Наиболее популярной является библиотека GLUT (GL Utility Toolkit). Формально GLUT не входит в OpenGL, но включается почти во все его дистрибутивы и имеет реализации для различных платформ. GLUT предоставляет только минимально необходимый набор функций для создания OpenGL-приложения. Функционально аналогичная библиотека GLX менее популярна.

Библиотеки изображений

DevIL используется для разработчиков. Он поддерживает множество форматов изображений для чтения и записи, несколько компиляторов и ОС (Microsoft Windows, Linux, macOS). ^{[Источник 4]}

Библиотека имеет следующий синтаксис :

1. FreeImage — это кросс-платформенная библиотека OpenGL загрузки изображений с очень широкой поддержкой форматов (включая некоторые HDR-форматы, такие как OpenEXR).
2. OpenImageIO (OIIO) — это библиотека для чтения и записи изображений, а также множество связанных классов, утилит и приложений. Широко используется в анимационных и VFX-студиях по всему миру, а также встроена в несколько коммерческих продуктах.
3. SOIL — это кросс-платформенный загрузчик изображений общего пользования, который чрезвычайно мал. C++ (язык программирования), способный загружать текстуры DDS (DDS9 и DDS10) по лицензии MIT.
4. Glraw предоставляет инструмент командной строки, который преобразует файлы изображений в необработанные, непосредственно содержащие простые текстурные данные.

Пример библиотеки изображений OpenGL Orbit Camera представлен на рис. 2

Импорт активов 3D-файлов

Графическая библиотека OpenGL для импорта активов (Assimp) представлена как библиотека с открытым исходным кодом для импорта разнообразных популярных трехмерных моделей. Самая последняя версия экспортирует 3d-файлы и подходит как конвертер общего назначения. Имеется несколько видов таких библиотек:

1. COLLADA — может считывать различные форматы 3D-файлов, собственные файлы Blender3D, Wavefront Obj (.obj) и многие другие. Библиотека lib3ds предназначена для чтения 3ds-файлов.
2. Open3mod — это средство просмотра модели на базе Microsoft Windows. Он загружает все форматы файлов, которые поддерживает Assimp, и идеально подходит для быстрой проверки 3D-активов.
3. AssetKit (In Progress) — библиотека OpenGL импортер/экспортер 3D-ресурсов, утилита, основанная на спецификациях COLLADA/glTF. Главное внимание здесь уделено COLLADA и glTF. Она будет полностью поддерживать форматы 1.4, 1.4.1, 1.5+, а также некоторые другие в качестве библиотеки для загрузки моделей в OpenGL.

Архитектура OpenGL

Функции OpenGL реализованы в модели клиент-сервер. Приложение выступает в роли клиента — оно вырабатывает команды, а сервер OpenGL интерпретирует и выполняет их. Сам сервер может находиться как на том же компьютере, на котором находится клиент, так и на другом. ^{[Источник 5]}

GL обрабатывает и рисует в буфере кадра графические примитивы с учетом некоторого числа выбранных режимов. Каждый примитив — это точка, отрезок, многоугольник и т.д. Каждый режим может быть изменен независимо от других. Определение примитивов, выбор режимов и другие операции описываются с помощью команд в форме вызовов функций прикладной библиотеки.

Примитивы определяются набором из одной или более вершин (vertex). Вершина определяет точку, конец отрезка или угол многоугольника. С каждой вершиной ассоциируются некоторые данные (координаты, цвет, нормаль, текстурные координаты и т.д.), называемые атрибутами. В подавляющем большинстве случаев каждая вершина обрабатывается независимо от других.

С точки зрения архитектуры графическая система OpenGL является конвейером, состоящим из нескольких последовательных этапов обработки графических данных.

Команды OpenGL всегда обрабатываются в том порядке, в котором они поступают, хотя могут происходить задержки перед тем, как проявится эффект от их выполнения. В большинстве случаев OpenGL предоставляет непосредственный интерфейс, т.е. определение объекта вызывает его визуализацию в буфере кадра.

С точки зрения разработчиков, OpenGL — это набор команд, которые управляют использованием графической аппаратуры. Если аппаратура состоит только из адресуемого буфера кадра, тогда OpenGL должен быть реализован полностью с использованием ресурсов центрального процессора. Обычно графическая аппаратура предоставляет различные уровни ускорения: от аппаратной реализации вывода линий и многоугольников до изощренных графических процессоров с поддержкой различных операций над геометрическими данными (рис. 3).

OpenGL является прослойкой между аппаратурой и пользовательским уровнем, что позволяет предоставлять единый интерфейс на разных платформах, используя возможности аппаратной поддержки.

Кроме того, OpenGL можно рассматривать как конечный автомат, состояние которого определяется множеством значений специальных переменных и значениями текущей нормали, цвета, координат текстуры и других атрибутов и признаков. Вся эта информация будет использована при поступлении в графическую систему координат вершины для построения фигуры, в которую она входит. Смена состояний происходит с помощью команд, которые оформляются как вызовы функций.

Синтаксис команд

Определения команд GL находятся в файле gl.h, для включения которого нужно написать:

Для работы с библиотекой GLU нужно аналогично включить файл glu.h. Версии этих библиотек, как правило, включаются в дистрибутивы систем программирования, например Microsoft Visual C++ или Borland C++ 5.02.

В отличие от стандартных библиотек, пакет GLUT нужно инсталлировать и подключать отдельно. Подробная информация о настройке сред программирования для работы с OpenGL дана в Приложении С.

Все команды (процедуры и функции) библиотеки GL начинаются с префикса gl, все константы — с префикса GL_. Соответствующие команды и константы библиотек GLU и GLUT аналогично имеют префиксы glu (GLU_) и glut (GLUT_)

Кроме того, в имена команд входят суффиксы, несущие информацию о числе и типе передаваемых параметров. В OpenGL полное имя команды имеет вид:

 type glCommand_name[1 2 3 4][b s i f d ub us ui][v]
 (type1 arg1,…,typeN argN)

Таким образом, имя состоит из нескольких частей:

• Gl — имя библиотеки, в которой описана эта функция: для базовых функций OpenGL, функций из библиотек GLU, GLUT, GLAUX это gl, glu, glut, glaux соответственно;
• Command_name — имя команды;
• [1 2 3 4] — число аргументов команды;
• [b s i f d ub us ui] — тип аргумента: символ b означает тип GLbyte (аналог char в СС++), символ f — тип GLfloat (аналог float), символ i — тип GLint (аналог int) и так далее. Полный список типов в файле gl.h;
• [v] — наличие этого символа показывает, что в качестве параметров функции используется указатель на массив значений.

Использования нескольких вариантов каждой команды можно частично избежать, применяя перегрузку функций языка C++. Но интерфейс OpenGL не рассчитан на конкретный язык программирования, и, следовательно, должен быть максимально универсален.

Пример приложения

Типичная программа, использующая OpenGL, начинается с определения окна, в котором будет происходить отображение. Затем создается контекст (клиент) OpenGL и ассоциируется с этим окном. Далее программист может свободно использовать команды и операции OpenGL API.

Все, что делает эта программа – рисует в центре окна красный квадрат.

 
#include <stdlib.h>

/* подключаем библиотеку GLUT */
#include <gl/glut.h>

/* начальная ширина и высота окна */
GLint Width = 512, Height = 512;

/* размер куба */
const int CubeSize = 200;

/* эта функция управляет всем выводом на экран */
void Display(void)
{
    int left, right, top, bottom;

    left  = (Width - CubeSize) / 2;
    right = left + CubeSize;
    bottom = (Height - CubeSize) / 2;
    top = bottom + CubeSize;

    glClearColor(0, 0, 0, 1);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    glColor3ub(255,0,0);
    glBegin(GL_QUADS);
      glVertex2f(left,bottom);
      glVertex2f(left,top);
      glVertex2f(right,top);
      glVertex2f(right,bottom);
    glEnd();

    glFinish();
}

/* Функция вызывается при изменении размеров окна */
void Reshape(GLint w, GLint h)
{
    Width = w;
    Height = h;

    /* устанавливаем размеры области отображения */
    glViewport(0, 0, w, h);

    /* ортографическая проекция */
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glOrtho(0, w, 0, h, -1.0, 1.0);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

/* Функция обрабатывает сообщения от клавиатуры */
void Keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
#define ESCAPE '33'

    if( key == ESCAPE )
        exit(0);
}

/* Главный цикл приложения */
main(int argc, char *argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB);
    glutInitWindowSize(Width, Height);
    glutCreateWindow("Red square example");

    glutDisplayFunc(Display);
    glutReshapeFunc(Reshape);
    glutKeyboardFunc(Keyboard);

    glutMainLoop();
}

Ссылки

• Разработка программы для операционных систем с применением технологий трехмерной графики
• Графическая библиотека opengl
• Обзор технологий OpenGL и OpenAL
• 22 материала для изучения OpenGL

Источники

Open Graphics Library — это стандартное графическое приложением для 2D и 3D-визуализации, разработанного в 1992 году. Opengl поставляется в двух вариантах. Первый из них — «Микрософт OpenGL», который часто включается в «Виндовс» для установки графической карты. Второй — Cosmo OpenGL — предназначен для систем, у которых нет ускоренной видеокарты. Библиотека OpenGL — основное условие работы приложения.

Пользовательский обзор OpenGL

До OpenGL любая компания, разрабатывающая графическое приложение, должна была переписать графическую часть для каждой платформы операционной системы. С ним можно создавать одни и те же эффекты в разных операционных системах, используя любой графический адаптер, поддерживающий программу. OpenGL задает набор «команд» или сразу выполняемых функций, каждая из которых направляет действие рисования или вызывает специальные эффекты. Список их может быть создан для повторяющихся эффектов.

OpenGL не зависит от характеристик «Виндовс» каждой операционной системы, но предоставляет специальные подпрограммы для ОС. Она выпускается с огромным перечнем встроенных возможностей, запрашиваемых через API. К ним относятся:

• скрытое удаление поверхности;
• альфа-смешение (прозрачность);
• сглаживание;
• текстурное картирование;
• операции с пикселями;
• просмотр и моделирование трансформаций;
• атмосферные эффекты (туман и дымка).

Silicon Graphics — разработчики передовых графических рабочих станций — инициировала разработку OpenGL. DEC, Intel, IBM, Microsoft и Sun Microsystems вошли в отраслевую комиссию по обзору архитектуры. Разработка приложений, использующих API OpenGL, не несет никаких затрат, кроме обучения. Microsoft предлагает бесплатную загрузку ее библиотек для своих систем.

Набор модулей для Windows

Приложение доступно на многих системах Win32 и Unix. А f90gl — это реализация публичного домена официальных связей Fortran 90 для OpenGL, оформленная в виде базы данных модулей и библиотек, определяющей необходимые интерфейсы для функциональности программы. Сам f90gl был разработан Уильямом Ф. Митчеллом технологического института Гейтерберга в США. До недавнего времени OpenGL LF9x можно было создавать только в виде статически связанных программ, ориентированных на Visual C.

В настоящее время доступен гораздо более дружелюбный метод благодаря усилиям по переносу, реализованным Lawson B. Wakefield из Великобритании. Эта реализация сделала интерфейс OpenGL доступным в рамках WiSK и Winteracter и была выполнена на добровольной, некоммерческой основе. Для подключения библиотеки OpenGL нужны определенные DLL OpenGL, установленные в каталоге Windows SYSTEM32. К ним относятся следующие:

• opengl32.dll;
• glu32.dll;
• glut32.dll.

Первые две из этих библиотек OpenGL (изучить их перед установкой необходимо), являются стандартной частью Windows разных модификаций и Me. Библиотеки и модули f90gl должны быть установлены в LIB-каталоге LF95:

• F90GL.LIB;
• F90GLU.LIB;
• F90GLUT.LIB;
• OPENGL32.LIB;
• GLU32.LIB;
• GLUT32.LIB;
• OPENGL.MOD;
• OPENGL2.MOD;
• OPENGL_KINDS.MOD;
• OPENGL_GLINTERFACES.MOD;
• OPENGL_FWRAP.MOD;
• OPENGL_GLUINTERFACES.MOD;
• OPENGL_GLU.MOD;
• OPENGL_GLUTINTERFACES.MOD;
• OPENGL_GLUT.MOD;
• OPENGL_GL.MODd.

Компиляция и связывание программ f90gl требует, чтобы каталог LF95 LIB указывался в пути модуля компилятора и имена библиотек f90gl для связывания.

Библиотеки изображений

DevIL используется для разработчиков. Он поддерживает множество форматов изображений для чтения и записи, несколько компиляторов и ОС («Виндовс», «Линукс», Мас). Библиотека имеет следующий синтаксис :

1. FreeImage — это кросс-платформенная библиотека OpenGL загрузки изображений с очень широкой поддержкой форматов (включая некоторые HDR-форматы, такие как OpenEXR).
2. OpenImageIO (OIIO) — это библиотека для чтения и записи изображений, а также множество связанных классов, утилит и приложений. Широко используется в анимационных и VFX-студиях по всему миру, а также встроена в несколько коммерческих продуктах.
3. SOIL — это кросс-платформенный загрузчик изображений общего пользования, который чрезвычайно мал. C ++, способный загружать текстуры DDS (DDS9 и DDS10) по лицензии MIT.
4. Glraw предоставляет инструмент командной строки, который преобразует файлы изображений в необработанные, непосредственно содержащие простые текстурные данные.

Импорт активов 3D-файлов

Графическая библиотека OpenGL для импорта активов (Assimp) представлена как библиотека с открытым исходным кодом для импорта разнообразных популярных трехмерных моделей. Самая последняя версия экспортирует 3d-файлы и подходит как конвертер общего назначения. Имеется несколько видов таких библиотек:

1. Может считывать различные форматы 3D-файлов — COLLADA, собственные файлы Blender3D, Wavefront Obj (.obj) и многие другие. Библиотека lib3ds предназначена для чтения 3ds-файлов.
2. Open3mod — это средство просмотра модели на базе Windows. Он загружает все форматы файлов, которые поддерживает Assimp, и идеально подходит для быстрой проверки 3D-активов.
3. AssetKit (In Progress) — библиотека OpenGL импортер/экспортер 3D-ресурсов, утилита, основанная на спецификациях COLLADA/glTF. Главное внимание здесь уделено COLLADA и glTF. Она будет полностью поддерживать форматы 1.4, 1.4.1, 1.5+, а также некоторые другие в качестве библиотеки для загрузки моделей в OpenGL.

Высокопроизводительная 2D/3D-графика

Графическая библиотека OpenGL для Android включает поддержку высокопроизводительной 2D и 3D-графики с открытой библиотекой, в частности API OpenGL ES. Android поддерживает ее как через API-интерфейс инфраструктуры, так и Native Development Kit (NDK). В платформе названной операционной системы есть два фундаментальных класса, которые позволяют создавать и манипулировать графикой с помощью API: GLSurfaceView и GLSurfaceView.Renderer.

Если есть цель использовать OpenGL в приложении для Android, то нужно понимать, как реализовать эти классы в действии. Так, GLSurfaceView может рисовать и манипулировать объектами, используя вызовы API OpenGL аналогично функции SurfaceView. Этот интерфейс определяет методы, необходимые для рисования графики в a GLSurfaceView. И пользователь должен обеспечить реализацию этого интерфейса как отдельный класс и прикрепить к GLSurfaceView экземпляр GLSurfaceView.setRenderer. После того как создан контейнерный вид для OpenGL ES, GLSurfaceView и GLSurfaceView.Renderer, можно начать подключение библиотеки OpenGL и использовать API.

Набор мобильных графических устройств

Реализации приложения различаются для Android-устройств поддерживаемыми расширениями API и включают сжатие текстур и другой набор функций. Android Extension Pack (AEP) поддерживает стандартную базу расширений. Упаковка их вместе способствует последовательному набору функциональности на всех устройствах, позволяя разработчикам в полной мере использовать новейший пакет мобильных графических конструкций.

AEP также улучшает поддержку изображений, буферов хранения шейдеров и счетчиков. Чтобы приложение могло использовать AEP, версия платформы должна поддерживать ее. Нужно также обозначит требование AEP следующим образом: <использует функцию android: name = «android.hardware.opengles.aep» android: required = «true» />

Проверка и выбор версии OpenGL ES

На Android-устройствах доступно несколько версий приложения. Можно указать минимальную версию API, которая требуется приложению в телефоне. Версия API opengl ES 1.0, версия 2.0 и версия 3.0 обеспечивают высокопроизводительные графические интерфейсы для создания 3D-игр, визуализации и пользовательских интерфейсов. Программа для OpenGL ES 2.0 во многом похожа на версию 3.0, представляющую собой надмножество API 2.0 с дополнительными функциями.

Программирование для 1.0 / 1.1 API по сравнению с 2.0 и 3.0 значительно отличается, и поэтому разработчикам следует внимательно изучить некоторые факторы, прежде чем начинать разработку с помощью этих API. Так, в общем, 2 и 3 обеспечивают более быструю графическую производительность, чем API ES 1/1,1. Тем не менее разница в ней может варьироваться в зависимости от устройства Android, на котором работает приложение, из-за различий в реализации аппаратного обеспечения графического конвейера.

Сравнение с драйверами DirectX

В Windows графические драйверы DirectX поддерживаются качественнее, чем OpenGL, несмотря на то что разработчики управляют из более быстрых.

Библиотеки OpenGL и DirectX (история и перспективы их) связаны с «Микрософт», которая фактически выступила против OpenGL. В 2003 году Microsoft заявила, что ей больше не интересны планы OpenGL. Затем в 2005 году они на презентации в SIGGRAPH сделали заявление, что Windows Vista удалит ее поддержку.

Эта кампания вызвала хаос в сообществе OpenGL, после чего многие программисты в области профессиональной графики перешли на DirectX. После того как Vista все же была выпущена, громкие заявления выполнены не были — поставщики создали новые производительные драйверы (ICD), которые восстанавливают встроенную функцию. Open рассылала информационные бюллетени с информацией, что по-прежнему является лучшим приложением. Тем не менее ущерб уже был нанесен, а общественное доверие к OpenGL сильно пошатнулось.

На самом деле OpenGL более мощный, чем DirectX, поддерживает больше платформ и имеет преимущественное значение для будущего игр. История и перспективы библиотек OpenGL и DirectX говорят о том, что первая из них имеет все же больше позитива:

1. Предоставляет возможность использовать функции графики для оперативных систем, в то время как DirectX предоставляет только моментальные элементы из них в новейших версиях «Виндовс». Технология тесселяции, которую Microsoft разработывал для DirectX 11, была расширением OpenGL в течение трех лет. Путем кропотливого труда удалось добиться того, что DirectX 10 и 11 теперь работают так же быстро, как и OpenGL, и поддерживают почти столько же функций. Однако есть одна большая проблема: они не работают в Windows XP, которой до сих пор пользуются много людей.
2. Кросс-платформенный. Многие пользователи Lugaru работают на Mac, Linux и Windows XP и не могут играть через DirectX. Единственный способ доставить новейшую графику для геймеров Windows XP — через 32bits opengl библиотеки.
3. Лучше для будущего игр. Это некоммерческий открытый стандарт, созданный для того, чтобы пользователи на любой платформе могли получать высококачественную графику, которую предоставиляет их оборудование. Его развитие разрушается сегодня монополистической атакой корпоративного гиганта, пытающегося доминировать в отрасли. Вот почему Direct3D становится единственным игровым графическим API, поддерживаемым в Windows.

C ++ и настройка Visual Studio

Библиотека OpenGL для c имеет бесплатную версию. Специалисты рекомендуют скомпилировать программы, написанные на ANSI C с OpenGL и GLUT, с помощью Dev-C ++.

Bloodshed Dev-C ++ — это бесплатный компилятор C ++ и среды разработки для операционных систем Windows. Как и большинство таких же технических средств, его можно использовать для компиляции ANSI C. Установив файлы заголовков GLUT и библиотеки, его применяют для написания программ. Для реализации этого проекта можно использовать 32-разрядную или 64-разрядную «Виндовс».

Перед тем как подключить к dev c библиотеку OpenGL, понадобятся заголовки glew, которые можно найти на вебсайте sourceforge Extension Wrangler, и версия freeglut для Visual Studio:

1. Нажать ссылку внутри пакета freeglut 3.0.0 MSVC.
2. Ввести имя файла, который нужно скачать.
3. Загрузить его, в папке с freeglut.
4. Извлечь и переименовать в freeglut.
5. Общий каталог для установки: C: DEV.
6. Каталог, в котором находятся проекты: C: DEV visual-studio-c ++.
7. Каталог, в котором находятся библиотеки: C: DEV Lib Visual Studio.
8. Открыть его и создать пустой проект > «Шаблоны»> Visual C ++> Пустой проект.
9. Затем написать «Имя»: Shapes2D.
10. Местоположение: C: dev visual-studio-c ++ .
11. Создать новое решение в OpenGL-библиотеке для Visual Studio. Название решения: BadprogTutorial OK.
12. Проект Shapes2D создан в решении BadprogTutorial.
13. Добавить main.cpp> Кликнуть правой кнопкой мыши «Проект»> «Добавить»> «Новый элемент»> Visual C ++> Файл C ++. Написать имя: main.cpp и добавить.
14. Настроить конфигурации библиотеки GL и OpenGL glut.
15. Кликнуть мышью проект Shapes2D> «Свойства». В левом верхнем углу раскрывающегося меню найти «Конфигурация» и выбрать все конфигурации (вместо Debug).
16. Кликнуть мышью на «Свойства конфигурации»> C / C ++> «Общие»> «Дополнительные каталоги вложений». Справа находится раскрывающееся меню, нажать «Изменить …».
17. Появилось новое окно: «Дополнительные каталоги».
18. Нажать значок «Новая линия»> кнопку обзора и выбрать две следующие папки: C: DEV Lib Glew-1.12.0 . C: DEV Lib freeglut-3.0.0 .
19. Нажать кнопку ОК. Применить использование библиотеки OpenGL, включая библиотеки, библиотечные папки.
20. Кликнуть правой кнопкой мыши проект Shapes2D> «Свойства» > «Свойства конфигурации»> «Коннектор»> «Общие»> «Дополнительные каталоги библиотек».
21. Справа находится раскрывающееся меню. Нажать на «Изменить …». Появилось новое окно: «Дополнительные библиотеки».
22. Нажать значок «Новая линия»> нажать кнопку обзора> выбрать две следующие папки для 64-разрядной версии: C: DEV Lib Glew-1.12.0 Lib Release x64 и C: DEV Lib freeglut-3.0.0 Lib x64.
23. Нажать кнопку ОК> применить библиотечные файлы. Кликнуть мышью проект Shapes2D> «Свойства» > «Свойства конфигурации»> «Коннектор»> «Ввод».
24. Справа находится раскрывающееся меню, нажмите «Изменить …».
25. Появилось новое окно: «Дополнительные зависимости». Кликнуите по белой области и напишите: freeglut.lib.
26. Нажать Enter, чтобы перейти к следующей строке: glew32.lib.
27. Нажать «Применить» и ОК.

Теперь Visual Studio IDE готова работать с OpenGL.

Загрузка Dev-C ++

Эти инструкции были протестированы на большом множестве систем Windows, которые поставляются с файлами, необходимыми для OpenGL, но не для файлов, необходимых для GLUT. Dev-C ++ не работает с Vista от Microsoft.

Процедура загрузки:

1. Загрузите Dev-C ++ и установите его.
2. Получите Dev-C ++ 5.0 beta 9.2 (4.9.9.2) (9.0 MB) с Mingw / GCC 3.4.2 (хотя это «бета-версия», она отлично работает).
3. Теперь нужно нажать на SourceForge, чтобы перейти к списку сайтов загрузки, и выбрать один.
4. Сохранить этот файл в таком месте, как C: Temp.
5. Когда загрузка будет завершена, нажать кнопку «открыть», чтобы начать процесс установки. Или перейти к C: Temp и дважды кликнуть по devcpp4.9.9.2_setup.exe.
6. Выбрать «типичную» установку. Принять предложенный пункт назначения для установки.
7. Ответить: «Да», когда установка спрашивает, хотите ли установить Dev-cpp для всех пользователей. На экране появляется сообщение, что установка завершена. Нажать «Готово». Появится первый экран конфигурации.
8. Выбрать «Английский» и «Новый взгляд». На следующих нескольких экранах нажать «Да». Программа запускается автоматически.
9. Нажать «Файл», затем создать проект.
10. Выбрать имя для проекта (например, «myProject»).
11. Нажать «C Project», «Пустой проект» и ОК.
12. В окне «Создать новый проект» нажать «Сохранить».
13. Нажать «Файл / Новый / Исходный файл» и в «Добавить исходный файл в текущий проект» нажать «Да».
14. Нажать «Файл / Сохранить как» и сохранить файл как «hello.c» (или другое имя). Важно убедиться, что расширение файла .c. С любым другим расширением (например, предлагаемым .cpp) возникнут проблемы с компиляцией.
15. Нажать «Выполнить / Скомпилировать и запустить». Программа компилирует, запускает и записывает свой вывод в окно DOS.
16. Попробовать другой способ запуска программы (после ее компиляции) — запустить окно DOS вне системы Dev-Cpp.
17. Перейти к подкаталогу, в котором содержится проект, и набрать hello.exe.
18. Найти Dev-C ++, указанный в разделе «Программы» из пускового меню.

Теперь пользователь сможет создавать, компилировать и запускать программы C (и C ++). У него будут файлы, библиотеки и dll для OpenGL (и всех других стандартных пакетов), но не GLUT. GLUT управляет окнами и другими компонентами пользовательского интерфейса, необходимыми для него, и их устанавливают отдельно .

Установка и запуск программы на Windows 7

Платформа выполнения для Visual Studio 2010 — Integrated. Среда (IDE), под управлением Windows 7. Вам нужно загрузить и установить Microsoft Visual C ++ 2010 Express. А после того как Visual C ++ будет успешно установлен, следует выполнить следующие действия:

1. Загрузить и распаковать файл freeglut-MSVC-2.8.1-1.
2. Открыть экран приветствия Visual C ++ 2010 из меню «Пуск».
3. Создать новый проект, выбрав File -> New -> Project.
4. Выбрать Win32 на панели «Установленные шаблоны», а затем «Консольное приложение Win32» со следующей панели.
5. Назвать свой проект и выбрать папку, в которую нужно его сохранить.
6. Снять флажок «Создать каталог для решения».
7. Нажать ОК, чтобы открыть окно приветствия мастера и «Параметры приложения» для диалогового окна настроек.
8. Снять флажок «Предварительно скомпилированный заголовок», установить флажок «Пустое проект» и выбрать «Консольное приложение».
9. Нажать «Готово», чтобы увидеть новое окно проекта библиотеки OpenGL для Windows 7.
10. Нажать мышью на Source Files и выбрать Add -> New Item, чтобы открыть диалоговое окно.
11. Выбрать «Код» на панели «Установленные шаблоны» и «Файл C ++» (.cpp) со следующей панели.
12. Назвать свой файл и нажать «Добавить», чтобы увидеть пустую панель кода в окне проекта с названием «Выбранное имя».
13. Сохранить и создайть проект, перейдя в Debug -> Build Solution. Затем выполнить программу с помощью Debug -> Start Debugging.

Если графическая карта не поддерживает OpenGL 4.3, то программы, использующие его, могут компилироваться, но не выполняться, поскольку система не может предоставить контекст рендеринга OpenGL 4.3, заданный командой glutInitContextVersion (4. 3) в основной процедуре. В этом случае можно заменить Version 4.3 на 3.3 или даже на 2.1.

Хотя почти все платформы поддерживают OpenGL API, разработчикам по-прежнему необходимо создавать индивидуальные приложения для разных платформ. Это связано с тем, что графика является лишь частью приложения, а другие компоненты по-прежнему отличаются между платформами. Чтобы исправить это, WebApp был разработан для запуска целых программ в веб-браузере, таких как Chrome и Firefox. Так что одна программа может работать на всех платформах с совместимым браузером.

Между тем на стороне клиента все передается «на лету» с серверов, поэтому дальнейшая установка приложения не требуется. Специальный API под названием WebGL также был создан для Интернета и основан на ES, подмножестве OpenGL, разработанном специально для мобильных устройств. Чтобы достичь аналогичной цели для VR, другой API, называемый WebVR, был разработан, чтобы легко довести опыт VR до браузеров, независимо от платформы.

A графическая библиотека — это программа библиотека, предназначенная для помощи в визуализации компьютерной графики на мониторе. Обычно это включает предоставление оптимизированных версий функций, которые обрабатывают общие задачи рендеринга. Это может быть выполнено исключительно в программном обеспечении и запущено на CPU, обычном для встроенных системах или при аппаратном ускорении с помощью GPU, чаще встречается в ПК. Используя эти функции, программа может собирать изображение для вывода на монитор. Это освобождает программиста от задачи создания и оптимизации этих функций и позволяет им сосредоточиться на создании графической программы. Графические библиотеки в основном используются в видеоиграх и моделированиях.

Некоторые API используют в своем названии графическую библиотеку (GL), в частности OpenGL и WebGL.

Примеры

• Allegro
• Apple Macintosh QuickDraw
• Cairo (графика)
• Беспорядок
• DFPSR https://dawoodoz.com/dfpsr.html (набор инструментов GUI и программный рендеринг)
• DirectX (библиотека, созданная Microsoft для работы в операционных системах Windows и Direct Xbox)
• Display PostScript
• emWin Встроенная графическая библиотека
• FLTK GUI Toolkit и Графическая библиотека
• Mesa 3D (библиотека, реализующая OpenGL)
• MiniGL (ряд неполных реализаций OpenGL)
• MIT X Window System
• Открыть Inventor
• Qt Межплатформенная платформа приложений
• SFML
• SIGIL (Библиотека интеграции звука, ввода и графики)
• Простой уровень DirectMedia
• Графическая библиотека Skia

См. Также

• Anti-Grain Geometry
• Комплект для разработки программного обеспечения (SDK)
• OpenGL ES
• Набор инструментов графического виджета графические элементы управления, нарисованные на растровых дисплеях
• [1] | Библиотека утилит для Система обработки изображений

Ссылки

1. ^»cairographics.org». cairographics.org. Проверено 3 января 2016 г.
2. ^«Clutter Project — Удачи!». clutter-project.org. Проверено 3 января 2016 г.
3. ^»DirectX». Графика DirectX и игры (Windows) — MSDN — Microsoft.
4. ^»Библиотека графики emWin | www.LPCware.com». Архивировано из оригинала 29 марта 2016 года.
5. ^»FLTK GUI и графическая библиотека | www.fltk.org».
6. ^»Библиотека 3D-графики Mesa».
7. ^»victords / minigl «.
8. ^» Открыть Inventor® | Открыть Inventor 3D SDK «.
9. ^« Qt — Home ».
10. ^« SFML ».
11. ^« SIGIL: Библиотека интеграции звука, ввода и графики ». www.libsigil.com. Проверено 21 июня 2016 года.
12. ^«Простой слой DirectMedia — домашняя страница».
13. ^«Графическая библиотека Skia».

Графическая библиотека