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Qt e OpenGL - Le texture tridimensionali

Nel precedente articolo abbiamo cominciato a parlare delle texture OpenGL, analizzando un esempio in cui abbiamo disegnato un cubo rotante con un numero disegnato su ciascuna faccia. Il numero era una texture bidimensionale (sempre la stessa!).

Immagino siate rimasti non poco perplessi nel vedere lo stesso numero su tutte le facce del cubo! Perciò ora ci occuperemo di dare ad ogni faccia un numero diverso. La flessibilità delle API OpenGL ci pemettono di ottenere questo risultato in più modi: il più immediato potrebbe essere la creazione di sei texture. Un altro metodo è descritto nel progetto di esempio Cube OpenGL ES 2.0 disponbile nella documentazione delle Qt, in cui le facce del cubo sono disegnate in successione in un'unica immagine e con le coordinate texture si specifica quale porzione di quest'immagine disegnare su ciascuna faccia.

In questo articolo otterremo lo stesso risultato creando invece un vettore di texture. A tal proposito nelle OpenGL 3 è disponibile uno strumento ad hoc, chiamato texture 2D array. Per evitare problemi di compatibilità, ci serviremo invece di una texture tridimensionale, disponibile anche in versioni precedenti delle API OpenGL: la sostanza è la stessa, cambiano leggermente le funzioni per accedere ai valori delle texture ed i relativi parametri.

Qt e OpenGL - Le texture e la classe QOpenGLTexture

In questo articolo parleremo di texture. Dopo una breve introduzione su cosa sono le texture nella programmazione openGL, vedremo come implementarle con gli strumenti standard delle OpenGL che con quelli specifici presenti all'interno delle Qt.

Continua così la panoramica sulla programmazione OpenGL e le Qt già cominciata con i precedenti articoli:

Cosa sono le texture?

Partiamo da zero definendo brevemente cosa sono le texture. Se avete avuto precedenti esperienze con la programmazione 3D probabilmente collegherete le texture alle immagini bitmap e sicuramente l'associazione è corretta. Le texture però sono uno strumento che può essere applicato anche anche per definire e caricare immagini sulla GPU . Fondamentalmente le texture sono dei vettori che possiamo usare in generale per caricare sulla GPU vettori da 1 a 3 dimensioni con un numero di elementi praticamente arbitrario (l'unico limite è connesso che le risorse hardware che abbiamo a disposizione).

Qt e OpenGL - Index Buffer Object con la classe QOpenGLBuffer

In questo articolo parleremo degli Index Buffer Object. Come già accaduto nel precedente articolo, prima vedremo come usare questo caratteristica utilizzando direttamente le API OpenGL, e, a seguire, con gli strumenti presenti nelle librerie Qt.

A cosa servono gli Index Buffer Object

Per capire a cosa servano gli index Buffer Object (d'ora in poi IBO) riferiamoci al caso concreto del disegno di un cubo. Utilizzando gli strumenti visti nel precedente articolo, per disegnare le facce che delimitano un cubo con triangoli, dovremmo creare un VBO contenente le coordinate di 36 punti (6 facce * 2 triangoli * 3 punti), ripetendo più volte le coordinate degli otto vertici che geometricamente definiscono il cubo.

L'idea dietro gli IBO è molto semplice:

  • carico un VBO contenente, nel nostro caso, i soli 8 vertici effettivamente necessari
  • disegno le facce del cubo comunicando volta per volta alla GPU i soli indici dei vertici che intendo disegnare.

L'IBO è il buffer nel quale individuo gli indici dei vertici. Trattandosi di indici, tipicamente l'IBO conterrà interi senza segno (GLushort piuttosto che GLuint).

Gli IBO in generale

Vediamo ora all'opera gli IBO utilizzando direttamente le API OpenGL. Prenderò come base i sorgenti di uno dei precedenti articoli.

Qt e OpenGL - Vertex Buffer Object con la classe QOpenGLBuffer

Abbiamo visto nei precedenti articoli come accedere ala funzionalità di OpenGL derivando le classi QWindow e QOpenGLWidget.

Vedremo ora come creare un Vertex Buffer Object con le librerie Qt. Un Vertex Buffer Object (d'ora in poi VBO) è un caratteristica delle OpenGL che permette di caricare sulla memoria della GPU informazioni specifiche per ciascun vertice, rendendole disponibili per le successive fasi di disegno. In questo modo si evitano continui passaggi di dati dalla CPU alla GPU ad ogni ridisegno della scena, ottimizzando l'impiego delle risorse. Le informazioni che possono essere passate spaziano da singoli valori numerici a vettori di qualsiasi dimensione, purché prefissata.

I VBO in generale

Analizziamo quali sono le API OpenGL necessarie per creare i VBO. Per farlo partiremo dal codice del precedente articolo.

Un metodo molto semplice per accedere direttamente alle API OpenGL è derivare dalla classe QOpenGLFunctions. Pertanto la nostra classe GLWidget deriverà sia da QOpenGLWidget che da QOpenGLFunctions

class GLWidget : public QOpenGLWidget, public QOpenGLFunctions

Non è però sufficiente: è necessario lanciare initializeOpenGLFunctions() nel metodo in initializeGL()

Qt e OpenGL - Intro alla classe QOpenGLWidget

Nel precedente articolo su Qt5 e le Opengl abbiamo cominciato a vedere come utilizzare la nuova infrastruttura Opengl introdotta nelle Qt5 derivando dalla classe QWindow. Abbiamo anche evidenziato che la classe QGLWidget già presente nelle Qt4, benché ancora presente in Qt5, è stata dichiarata obsoleta, senza che ne venisse fornito un vero e proprio sostituto. Questo è stato vero fino alla versione 5.4 con cui finalmente la vecchia QGLWidget è stata aggiornata alla nuova infrastruttura, diventando QOpenGLWidget.

Quando usare QWindow e quando QOpenGLWidget

QOpenGLWidget deriva da QWidget, quindi se abbiamo realizzato la nostra interfaccia usando oggetti derivati da QWidget, ci sarà più comodo usare QOpenGLWidget che potrà essere inserito direttamente nel layout come qualsiasi altro QWidget. Se invece non abbiamo bisogno di QWidget, ad esempio perché stiamo lavorando con QtQuick, allora preferiremo QWindow.

Qt e OpenGL - Introduzione

Con la nuova release delle Qt sono state introdotte nuove classi per l'impiego delle librerie grafiche Opengl.

In questo articolo accenneremo brevemente alle principali novità introdotte e vedremo un esempio applicativo disegneremo un triangolo in una classe derivata da QWindow. Nell'articolo Qt e OpenGL: Intro alla classe QOpenGLWidget potete invece vedere come realizzare lo stesso risultato reimplementando la classe QOpenGLWidget.

Il perché di tanti cambiamenti

Chi di voi proviene dalla versione 4 delle Qt noterà molti cambiamenti nell'impiego delle librerie Opengl all'interno del framework. I motivi di quello che sembrerebbe un restyling in realtà sono molto più profondi. Con le Qt5 si è cercato di utilizzare maggiormente la GPU per renderizzare la grafica delle interfacce. Per fare questo molte funzionalità che prima erano all'interno del modulo QtOpengl sono state estese al modulo QtGui.

Con l'occasione però sono state scritte nuova classi: ad esempio la classe QGlContext è stata riscritta nella classe QOpenglContext, QGlShaderProgram è diventata QOpenglShaderProgam etc. Le nuova classi, rispetto alle precedenti, hanno prestazioni leggermente migliori, hanno delle API più semplici e permettono l'impiego di un QOpenglContext su più superfici. Per approfondire l'argomento vi consiglio di leggere cosa dice in merito uno degli sviluppatori delle Qt all'indirizzo http://permalink.gmane.org/gmane.comp.lib.qt.devel/9065.


indice.txt · Ultima modifica: 2013/07/08 10:00 da mickele

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