Tutorial OpenGL3
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Willkommen zur Einführung in OpenGL3.x. Im Rahmen, dieses Artikels, werde ich versuchen die Grundlagen für die nutzung von OpenGL3 zu legen und durch Pseudo Code die Verwendung von der API aufzeigen. Mit OpenGL Version 3 hat sich vieles, im vergleich zu den Vorversionen, verändert und entsprechend ist der Umstieg von OpenGL1-2 auf 3 sehr Zeitaufwändig. Dieser Artikel richtet sich mehr an Anfänger als an Programmierer, die von der Vorversion umsteigen wollen.
Grundlagen
OpenGL3 und die Vorgeschichte
OpenGL ist viele Jahre alt und entsprechend gab es immer wieder neue Versionen und Änderungen. Doch entfernte sich OpenGL mit der Zeit vom aktuellen Stand der Technik und veralterte immer mehr. Die API wurde größer und größer, alte nicht mehr gebrauchte Funktionen wurden aus Kompatibilitätsgründen nicht entfernt und die Treiber wuchsen zu riesigen und komplexen Codewerken. Darunter hat entsprechend die Leistung und Qualität stark gelitten. Es musste ein radikaler Schnitt gemacht werden und man beschloss dies mit OpenGL Version 3 zu tun. So hat man sämtlichen balast von früher raus gestrichen und eine Hand voll neuer Funktionen hinzugefügt.
Um die Umstellung für Software leichter zu machen, beschloss man 2 verschiedene Profiele zu unterstützen. Das erste Profiel ist ein OpenGL3 fähiger Grafik Context, welcher auch die alten Befehle ausführen kann und somit die Umstellung Schrittweise ermöglicht. Das zweite Profiel ist ein OpenGL3 fähiger Grafik Context, welcher nur die als nicht veraltet(deprecated) makierten Funktionen ausführen kann und für neue Software gedacht ist. Sollte man mit dem 2. Profiel arbeiten und ruft dennoch eine alte Funktion auf, dann wirft diese ein Fehler und wird nicht ausgeführt.
Mit den neuen Fähigkeiten der Grafikkarten entstanden parallel zu den OpenGL Versionen auch neue Shader Update. OpenGL verwendet Shader, um die Darstellung von 3D Modelle manipulieren zu können. So hat man anfangs mit Assembler ähnlichen Code und später mit C ähnlichen Code mini Programme geschrieben, welche auf dem Grafikprozessor lauffähig waren. Man hatte zwischen Vertice- und Fragment-Shadern/Programmen unterschieden. Mit dem Shader Modell 4 kam eine weitere Shader Kategorie hinzu, unzwar Geometrie Shader. Wärend Vertice-Shader einzelne Punkte eines Drahtgitters manipulieren konnte, hat der Fragment-Shader das ausfüllen des Drahtgitters übernommen(shading) und die Geometrie-Shader erlauben die manipulation des Drahtgitters. Wärend Shader in OpenGL1-2 nicht notwendig waren, kann man in OpenGL3 nicht ohne auskommen, da ein Vertex-/Fragment-Shader zum zeichnen benötigt wird.
Ein sehr beliebtes Werkzeug, in OpenGL1-2, war der immidate mode, welcher das einfache zeichnen von 3D Daten erlaubte. Dieser wurde durch ein glBegin eingeleitet, ein glEnd beendet und alles was dazwischen stand wurde gezeichnet. Dies hatte allerdings auch seinen Preis, so war der Treibercode dadurch enorm komplexer geworden und es mussten aufgrund der vielen möglichen Variationen(gesetzte Flags) viele Prüfungen durchgeführt werden, um einen gültigen Rendercode zu erzeugen. Dieser wurde ebenfalls in OpenGL3 gestrichen und man muss nun sogenannte Vertex Buffer Objects oder Buffer Objects verwenden. Diese haben den Vorteil, dass sie wesentlich schneller und recht einfach zu bedienen sind.
In OpenGL1-2 war es möglich die Modelview und Projectionview Matrizen durch bestimmte API Befehle zu manipulieren. Die Modelview Matrix hat die Position eines Objektes so manipuliert, dass es den gewollten Platz in der 3D Welt eingenommen hat und die Projectionview Matrix hat dann die 3D Weltkoordinaten auf 2D Bildschrimkoordinaten transformiert. Mit OpenGL3 sind ist diese Möglichkeit entfernt worden, da nun der Vertexshader diese Arbeit übernommen hat und diese Funktionalität mehr in den Anwendercode als in die Bibliothek gehört.
Die letzten 3 angesprochenden Punkte(Shader,immedate mode und Matrizen) haben großen Einfluss auf den Basis Code einer OpenGL3 Anwendung. Dieser fällt größer und Umfangreicher aus als ein Basis Code für OpenGL1-2 aber wird später kaum größer, aufgrund der Schlankheit der neuen API.
