�ݺ�ߣ

TWORZENIE 3D GRAFIKI W
ANDROID
W OPARCIU O OPENGL ES
by Artem Shubovych

TREŚĆ
1. co to jest shadery
2. co można zrobić przy użyciu shaderów
3. jak działa stos renderingu
4. użycie shaderów w Android
5. sterowanie wyświetlieniem

DLACZEGO UŻYĆ OPENGL?
tworzenie gier
animacja
systemy CAD
graficzne przedstawienie informacji
(dla fanatyków) zwiększenie prędkości zwykłej aplikacji

DLACZEGO UŻYĆ OPENGL?
tworzenie gier
animacja

OPENGL PIPELINE
1. przetwarzanie koordynat
2. obliczenie oświetlenia
3. aplikacja materialów
wykrywanie koloru każdego wierzhołku
4. aplikacja tekstur
5. dopasowanie efektów
mgła, alpha test, depth test, pattern test, blending...
6. wyświetlenie na ekranie

FIXED PIPELINE
g l B e g i n ( G L _ P O L Y G O N ) ;
g l C o l o r 3 f ( 0 , 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( - 1 , - 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( - 1 , 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( 1 , 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( 1 , - 1 , 0 ) ;
g l E n d ( ) ;

DISPLAY LISTS
G L u i n t i n d e x = g l G e n L i s t s ( 1 ) ;
g l N e w L i s t ( i n d e x , G L _ C O M P I L E ) ;
g l B e g i n ( G L _ P O L Y G O N ) ;
g l C o l o r 3 f ( 0 , 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( - 1 , - 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( - 1 , 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( 1 , 1 , 0 ) ;
g l V e r t e x 3 f ( 1 , - 1 , 0 ) ;
g l E n d ( ) ;
g l E n d L i s t ( ) ;
/ / . . .
g l C a l l L i s t ( i n d e x ) ;

DRAWABLE ARRAYS
G L f l o a t v e r t i c e s [ ] = { - 1 , - 1 , 0 , - 1 , 1 , 0 , 1 , 1 , 0 , 1 , - 1 , 0 } ;
g l E n a b l e C l i e n t S t a t e ( G L _ V E R T E X _ A R R A Y ) ;
g l V e r t e x P o i n t e r ( 3 , G L _ F L O A T , 0 , v e r t i c e s ) ;
g l D r a w A r r a y s ( G L _ P O L Y G O N S , 0 , 4 ) ;
g l D i s a b l e C l i e n t S t a t e ( G L _ V E R T E X _ A R R A Y ) ;

VERTEX BUFFER OBJECTS
G L f l o a t v e r t i c e s [ ] = { - 1 , - 1 , 0 , - 1 , 1 , 0 , 1 , 1 , 0 , 1 , - 1 , 0 } ;
G L u i n t v b o I d ;
g l G e n B u f f e r s A R B ( 1 , & v b o I d ) ;
g l B i n d B u f f e r A R B ( G L _ A R R A Y _ B U F F E R _ A R B , v b o I d ) ;
g l B u f f e r D a t a A R B ( G L _ A R R A Y _ B U F F E R _ A R B , s i z e o f ( v e r t i c e s ) ,
v e r t i c e s , G L _ S T A T I C _ D R A W _ A R B ) ;
/ / . . .
g l B i n d B u f f e r A R B ( G L _ A R R A Y _ B U F F E R _ A R B , v b o I d ) ;
g l E n a b l e C l i e n t S t a t e ( G L _ V E R T E X _ A R R A Y ) ;
g l V e r t e x P o i n t e r ( 3 , G L _ F L O A T , 0 , 0 ) ;
g l D r a w A r r a y s ( G L _ P O L Y G O N S , 0 , 1 2 ) ;
g l D i s a b l e C l i e n t S t a t e ( G L _ V E R T E X _ A R R A Y ) ;
g l B i n d B u f f e r A R B ( G L _ A R R A Y _ B U F F E R _ A R B , 0 ) ;

SHADER - CO TO JEST?
krótki program komputerowy, (...), który w
grafice trójwymiarowej opisuje właściwości
pikseli oraz wierzchołków.

TYPY SHADERÓW
vertex shader
fragment shader
shader program

UŻYCIE SHADERÓW
WOPENGL
1. kompilacja wierzchołkowego shaderu
2. kompilacja fragment'owego shaderu
3. linkowanie programu
4. przekazywanie wskazówników
o dane do programu
5. przekazywanie danych do programu

KOMPILACJA SHADERÓW
WIERZCHOŁKOWY SHADER
/ / k o m p i l u j e m y w i e r z c h o ł k o w y s h a d e r
G L i n t c o m p i l e _ o k = G L _ F A L S E , l i n k _ o k = G L _ F A L S E , p r o g r a m ;
G L u i n t v s = g l C r e a t e S h a d e r ( G L _ V E R T E X _ S H A D E R ) ;
c o n s t c h a r * v s _ s o u r c e = " . . . " ;
g l S h a d e r S o u r c e ( v s , 1 , & v s _ s o u r c e , N U L L ) ;
g l C o m p i l e S h a d e r ( v s ) ;
g l G e t S h a d e r i v ( v s , G L _ C O M P I L E _ S T A T U S , & c o m p i l e _ o k ) ;

KOMPILACJA SHADERÓW
FRAGMENTOWY SHADER
/ / k o m p i l u j e m y f r a g m e n t o w y s h a d e r
G L u i n t f s = g l C r e a t e S h a d e r ( G L _ F R A G M E N T _ S H A D E R ) ;
c o n s t c h a r * f s _ s o u r c e = " . . . " ;
g l S h a d e r S o u r c e ( f s , 1 , & f s _ s o u r c e , N U L L ) ;
g l C o m p i l e S h a d e r ( f s ) ;
g l G e t S h a d e r i v ( f s , G L _ C O M P I L E _ S T A T U S , & c o m p i l e _ o k ) ;

LINKING PROGRAMU
/ / l i n k u j e m y p r o g r a m
p r o g r a m = g l C r e a t e P r o g r a m ( ) ;
g l A t t a c h S h a d e r ( p r o g r a m , v s ) ;
g l A t t a c h S h a d e r ( p r o g r a m , f s ) ;
g l L i n k P r o g r a m ( p r o g r a m ) ;
g l G e t P r o g r a m i v ( p r o g r a m , G L _ L I N K _ S T A T U S , & l i n k _ o k ) ;

PRZEKAZYWANIE DANYCH DO PROGRAMU
/ / z a c h o w u j e m y w s k a z ó w n i k o z m i e n n e j s h a d e r u w k l i e n t s k i m p r o g r a m u
G L i n t a t t r i b u t e _ c o o r d 2 d ;
c o n s t c h a r * a t t r i b u t e _ n a m e = " c o o r d 2 d " ;
a t t r i b u t e _ c o o r d 2 d = g l G e t A t t r i b L o c a t i o n ( p r o g r a m , a t t r i b u t e _ n a m e ) ;

RENDERING Z UŻYCIEM SHADERU
/ / p r e k a z u j e m y d a n e p r z e z w s k a z ó w n i k d o p r o g r a m u
/ / j u ż n a e t a p u r e n d e r i n g u
g l U s e P r o g r a m ( p r o g r a m ) ;
g l E n a b l e V e r t e x A t t r i b A r r a y ( a t t r i b u t e _ c o o r d 2 d ) ;
g l V e r t e x A t t r i b P o i n t e r (
a t t r i b u t e _ c o o r d 2 d , / / c o p r z e k a z u j e m y d o p r o g r a m u
2 , / / i l e e l e m e n t ó w d l a k a ż d e j w i e r z c h ó w k i
G L _ F L O A T , / / t y p k a ż d e g o e l e m e n t u
G L _ F A L S E , / / u ż y c i e o f f s e t ó w
0 , / / o f f s e t
v e r t i c e s / / w s k a z ó w n i k d o d a n y c h
) ;
g l D r a w A r r a y s ( G L _ P O L Y G O N S , 0 , 4 ) ;
g l D i s a b l e V e r t e x A t t r i b A r r a y ( a t t r i b u t e _ c o o r d 2 d ) ;

PRZEKAZYWANIE DANYCH DO SHADERU
1. zachowywanie wskazównika do
atrybutu shaderu
2. włączenie odpowiednego atrybutu
3. wskazywanie adresu danych
4. wyłączenie atrybutu

WEJŚCIE WIERZHOŁKOWEGO SHADERU
material
(diffuse, specular, shininess...)
silnikowe
(kamera, model, oświetlenie, tajmery...)
rendererowe
(zdefiniowane przez użytkownika)

WYJŚCIE WIERZHOŁKOWEGO SHADERU
pozycja
rozmiar wierzhółki
długość do przycinania

WEJŚCIE FRAGMENTOWEGO SHADERU
pozycja
normale
numer prymitywu
długość do przycinania
inne

WYJŚCIE FRAGMENTOWEGO SHADERU
identyfikator materialu
pozycja
normale
diffuse color
specular color
głębokość
inne

IDENTITY SHADERS
VERTEX SHADER
u n i f o r m m a t 4 u _ M V P M a t r i x ;
a t t r i b u t e v e c 4 a _ P o s i t i o n ;
v o i d m a i n ( )
{
g l _ P o s i t i o n = u _ M V P M a t r i x * a _ P o s i t i o n ;
}
FRAGMENT SHADER
v a r y i n g v e c 4 v _ C o l o r ;
v o i d m a i n ( )
{
g l _ F r a g C o l o r [ 0 ] = 0 . 0 ;
g l _ F r a g C o l o r [ 1 ] = 0 . 0 ;
g l _ F r a g C o l o r [ 2 ] = 1 . 0 ;
}

PIĘKNOŚĆ GRY KOMPUTEROWEJ
efekty nieba, wody, pogody,
ognia, mgły, dymu...
rzeźba terenu
modele high poly

CO MOŻNA UTWORZYĆ DZIĘKI SHADERAM

OPENGL W ANDROID
TO TYLKO OPENGL ES
słabszy sprzęt → mniej możliwości
słabszy sprzęt → mniej efektów
słabszy sprzęt → mniej modele
słabszy sprzęt → mniej animacji

CZYM SIĘ RÓŻNIĄ OPENGL ORAZ OPENGL ES?

OPENGL
obsługuje wiele
podejść renderingu
(fixed pipeline, display
lists, VBO, drawable
arrays...)
dowolne type danych
OPENGL ES
tylko VBO
wyłącznie dane typów
fixed-point
usunięty prymitywy
renderingowe

OPTYMIZACJI GIER W ANDROID
efekty nieba, wody, pogody,
ognia, mgły, dymu...
rzeźba terenu
modele high poly

CO MOŻNA ZROBIĆ W OPENGL ES?

Tworzenie grafiki 3D w android

ZALETY OPENGL ES
można zrobić grę trójwymiarowę
dla mobilnych urządzeń
szybke przepisanie kodu do OpenGL
WebGL - jeszcze więcej przenośności!

WADY OPENGL ES
złożoność
małe API

ZŁOŻONOŚĆ OPENGL ES
wyświetlienie animacji MD2→500+ wierszów kodu!

JAK ZACZĄĆ PRACOWAĆ Z OPENGL ES?

3. DEFINUJEMY LOGIKĘ KIEROWANIA

PRZESUWANIE KAMERY
mViewMatrix ← Matrix.setLookAtM(...)
MVPMatrix ← mProjectionMatrix × mViewMatrix
gl_Position = u_MVPMatrix * a_Position
u n i f o r m m a t 4 u _ M V P M a t r i x ;
a t t r i b u t e v e c 4 a _ P o s i t i o n ;
v o i d m a i n ( )
{
g l _ P o s i t i o n = u _ M V P M a t r i x * a _ P o s i t i o n ;
}

PRZESUWANIE MODELE
setIdentity(...)
mMVPMatrix ← mViewMatrix × mModelMatrix
mMVPMatrix ← mProjectionMatrix × mMVPMatrix
gl_Position = u_MVPMatrix * a_Position

CZEGO TA PREZENTACJA NIE OGARNIA?
użycie tekstur
animacja
skomplikowane shadery

OSTREŻENIE
NIE PRÓBUJCIE TEGO W DOMU!
UŻYCIE BIBLIOTEK JEST PRZYCZYNĄ DŁUGOWIECZNOŚCI

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!
Tu jest kod

�ݺ�ߣ

Tworzenie grafiki 3D w android

More Related Content

Tworzenie grafiki 3D w android