Jacek Matulewski
Programowanie grafiki 3D

Programowanie kart graficznych w GLSL:
Strona kursu dotyczącego GLSL

Nowoczesny OpenGL (3.3+ i 4.*):
Kurs realizowany na bazie książki Grafika 3D czasu rzeczywistego. Nowoczesny OpenGL

• Oficjalna strona OpenGL
• Potok renderowania, rysunek
• Plan:
  1. Inicjowanie okna w tradycyjnym OpenGL
  2. Macierze w OpenGL i współrzędne jednorodne
  3. Tworzenie kontekstu renderowania. Profil Zgodności. Rozszerzenia
  4. Profil rdzenny. Bufory
  5. Shadery
  6. Macierze używane w grafice 3D
  7. Sterowanie kamerą
  8. Aktorzy. Rysowanie brył. Animacja
  9. Oświetlenie. Model Phonga
  10. Cienie rzucane
  11. Odwzorowywanie tekstur
  12. Użycie wielu tekstur
• Kody źródłowe z zajęć (2015L)
• Kody źródłowe z zajęć (2016L)
• Kody z wcześniejszych zajęć
  • OpenGL 3.3+, 4.* - referaty studentów, zima 2011/2012
  • OpenGL 3.3+/WebGL - zima 2013/2014, część dotycząca WebGL jest poniżej
    
• Wybrane tutoriale:
  • http://www.opengl-tutorial.org/
  • http://www.swiftless.com/opengl4tuts.html
  • http://www.rastertek.com/tutgl40.html
  • http://www.lighthouse3d.com/opengl/tutorials.shtml
  • http://antongerdelan.net/opengl/
  • http://www.songho.ca/opengl/
• Darmowe zasoby:
  • https://www.textures.com/
  • https://freesound.org/
• Propozycje referatów (+1 do oceny)

OpenGL (tradycyjny):

• Oficjalna strona OpenGL
• Podsumowanie podstawowych zagadnień grafiki 3D [pps]
• OpenGL 1.1 (C++Builder) (starsza wersja w skrypcie) - ze względu na rozmiar (3MB) lepiej dokument pobrać i oglądać lokalnie
• Szablon projektu C++Builder wykorzystujący grafikę OpenGL [zip]
• Szablon projektu Visual C++ wykorzystujący grafikę OpenGL (z książki GFN) [zip]
• zrodla (BCB6)/ [katalog]
• OpenGL 1.1 (Delphi 7) [pdf], Źródła [zip]
• Wygaszacz ekranu OpenGL [scr]
• Zbiór funkcji (w języku C) służących do transformacji między układami współrzędnych kolorów [zip]
• Współrzędne jednorodne [pps], Źródła [zip]
• GLUT w C++Builder:
  
  • Oficjalna strona GLUT [html]
  • Opis kompilacji projektu w C++Builder z biblioteką GLUT [txt]
  • GLUT dla Win32 (oryginał dla Visual C++) [html]
  • Biblioteka GLUT przystosowana do używania w C++Builder [zip]
  • Szablon z dodaną biblioteką GLUT [zip], zob. też Utah teapot (Wikipedia) [html] i Historia czajniczka (Steve Baker) [html]
  • Aplikacja konsolowa tworząca okno za pomocą GLUT [zip], szablon programu wzięty ze strony: GLUT Window Template [html] (oryginał dla Visual C++)
• GLSL i rozszerzenia w OpenGL w wersji nowszej niż 1.1:
  
  • Korzystanie z funkcji rozszerzeń i funkcji dodanych do OpenGL w wersjach nowszych niż 1.1 (BCB i MSVC++) [txt]
  • Uruchamianie vertex i pixel shaderów [txt]
  • Projekt BCB6 ładujący, kompilujący i uruchamiający shadery zapisane w plikach shader.vsh i shader.psh [zip]
  • Projekt VS2010 ładujący, kompilujący i uruchamiający shadery zapisane w plikach shader.vsh i shader.psh [zip]
  • Przykłady shaderów GLSL (rzutowanie, varying, uniform, model Phonga, teksturowanie i multiteksturowanie, mapa rozbłysku) [zip]
  • Specyfikacja języka shaderów GLSL (OpenGL Shading Language) [pdf]
  • GLSL Quick Reference (do wydruku) [pdf]
  • Programowanie Pixel i Vertex Shaderów w kilku przykładach (w przygotowaniu) [pdf]
• Książka pt. Grafika, fizyka, metody numeryczne (OpenGL 1.1): Spis treści, Źródła

• OpenGL ES 1.0 dla systemu Android (część kursu programowania urządzeń mobilnych)

WebGL:

Poniższe lekcje to kopia tutorialu studentów AGH ze strony http://webgl-tuts.webninja.eu/#other-home (lokalna kopia),
które zostały opracowane na bazie materiałów ze strony http://learningwebgl.com/blog/.

Do zrobienia: tutorial 6 (obsługa klawiszy) i tutorial 11 (obsługa myszy), tutorial 13 (oświetlenie per-fragment), tutorial 14 (ładowanie obiektów z JSON)

Pliki HTML5 są w formacie ANSI (czysty tekst). Konwersja do UTF-8 (np. po edycji w Visual Studio) może spowodować złe działanie skryptów.

Biblioteki JS i tekstura użyta w tutorialu:
glMatrix-0.9.5.min.js
webgl-utils.js
Nefryt_256x256.png

Linki (pl):
Tutorial studenta z AGH
Gry 3D w WebGL (blog)

XNA

• Oficjalna strona Microsoft nt. XNA
• Oficjalna strona społecznościowa XNA (m.in. tutoriale)

• Co po zamknięciu projektu XNA?

• Kurs Microsoft IT Academy dot. XNA (ITA-106):
  • Część I - Podstawy grafiki 3D
    1. XNA - Szybki start
    2. Komponenty gry
    3. Oświetlenie (model Phonga)
    4. Odwzorowywanie tekstur
    5. Dźwięk w XNA 3.0. Komponenty wizualne
    6. Gra, czyli sterowana animacja
    7. Projekt gry LightCycles
    8. Układy wielu cząstek i ciała miękkie
    9. Korzystanie z gotowych modeli i modelowanie terenu za pomocą map wysokości
  • Część II - Programowanie karty graficznej (shadery)
    1. Tworzenie efektów. Pixel Shader i Vertex Shader
    2. Implementacja oświetlenia w HLSL
    3. Teksturowanie w HLSL
    4. Odwzorowywanie cieni (shadow mapping)
  • Część III - Dodatki
    1. Dystrybucja gier
    2. Blob
    3. Futro
  • Materiały do kursu ITA-106 dostępne na witrynie Faculty Connection (Microsoft dla Edukacji)
  • Materiały do kursu ITA-106 (kopia lokalna, stan z 2011)

• Prezentacje:
  • Wprowadzenie do XNA 4.0 i podstawowe zagadnienia grafiki 3D [pps]
  • Współrzędne jednorodne [pps], Projekt do ćwiczeń [zip]

• Programowanie shaderów karty graficznej w HLSL (wykład monograficzny, sem. letni 2011), Źródła
• Grafika 3D w XNA (wykład monograficzny, sem. letni 2012), Źródła
• Stereoskopia (projekt XNA wykorzystujący HLSL)
• Materiały ze szkolenia XNA/HLSL w Warszawie (2012-01-28)
  
• Grafika 3D w XNA (kurs komputerowy, sem. zimowy 2012/2013), Źródła
  
• Referat Mateusza Dudka o Farseer Physics, Projekt

MonoGame

Instalacja:
Pakiet instalacyjny do pobrania ze strony: http://monogame.codeplex.com/
Korzystamy z szablonu Visual C#, MonoGame, MonoGame Windows OpenGL Project.

Błędy:
1. Pomimo dołączenia do pakietu instalacyjnego MonoGame biblioteki OpenAL (biblioteka obsługująca dźwięk firmowana przez Creatibe Labs), przy próbie uruchomienia pierwszego projektu może pojawić się błąd z komunikatem o jej braku. Należy wówczas samodzielnie zainstalować OpenAL (plik instalacyjny oalinst.exe jest w pakiecie instalacyjnym MonoGame (można go otworzyć za pomocą 7-Zip) w katalogu $SHELL[17]\MonoGame\v3.0 (zob. https://monogame.codeplex.com/discussions/357014).
2. Po instalacji powinny być dostępne szablony w Visual Studio 2010 i 2012. Jeżeli ich nie ma należy odpowiednie pliki skopiować do katalogu c:\Users\[użytkownik]\Documents\Visual Studio 2012\Templates\ProjectTemplates\Visual C# (można je wydobyć z pliku instalacyjnego lub skopiować z innego komputera). W ten sam sposób można dodać szablony do Visual Studio 2013.

Więcej informacji na stronie http://www.monogame.net/

Tutoriale:
RB Whitaker's Wiki. A Game Development Launchpad
Pixel shader w MonoGame i XNA

Skrypt:
1. Wprowadzenie do MonoGame. Podstawowe koncepcje grafiki 3D
2. Kilka praktycznych uwag dotyczących projektów gier w MonoGame
3. Kwadryki (1)
4. Komponenty gry na przykładzie prostopadłościanu
5. Oświetlenie: cienie własne
6. Cienie rzucane. Mieszanie kolorów
7. Teksturowanie
8. Kwadryki (2). Oświetlenie i teksturowanie

Errata do skryptu (błędy znalezione przez studentów)
Kody źródłowe (2013-2014, semestr letni)

Grafika i animacja komputerowa
(wykład dla drugiego stopnia informatyki stosowanej)

JS-Canvas/SVG/WebGL (lato 2014)
Plan
Jacek Matulewski - WebGL
Marcin Osiński - Grywalizacja
Krzysztof Chyziński - Phaser: część 1, część 2
Radomir Rozwadowski - Pharser: Obsługa wejścia i dźwięków

Android/OpenGL ES + PhysX - bryła sztywna (lato 2013)
Kody źródłowe
Plan referatów
Referaty

Unity (lato 2012)
Dokumentacja
Referaty
Projekty

Zasoby:
Darmowa muzyka
Darmowe dźwięki, Darmowe dźwięki
Darmowe grafiki 2D
Forum - lista stron z darmową grafiką
Blog/tutorial grafiki 2D w GIMP i InkSpace

Animacja
Dwanaście podstawowych zasad animacji

Ważne filmy 3D:
Barry Levison - Young Sherlock Holmes (efekt IL&M, 1985, produkcja Steven Spielberg)
John Lesseter - Luxo Jr (1986)
Teledysk Dire Straits - Money for Nothing (1987)
...
John Lesseter - Toy Story (Pixar, 1996)
Andrew Adamson, Vicky Jenson - Shrek (Dreamworks, 2001)
...
James Cameron - Avatar (2009)

Adobe Acrobat Reader

PowerPoint Viewer 2007