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\section{OpenGL}

\subsection{Pr\'esentation g\'en\'erale}

La partie OpenGl du projet permettra aux utilisateurs d'avoir des patchs
 de base leur permettant de faire de la 3d sans se prendre la t\^ete. Bien
 \'evidement l'openGl est roi dans ce domaine et surtout en accord avec notre 
projet qui doit rester portable.  Pour les m\^emes raisons nous avons
 choisi d'utiliser la SDL pour accompagner l'impl\'ementation de l'OpenGl. 
C'est une librairie multi-plateforme permettant de manipuler pas mal de choses
 qui pourrait \^etre utile dans Patchwork13 plus tard (acc\'es au clavier, 
souris, joystick).


\subsection{Patches Opengl}

Il a fallu d\'ecouper les possibilit\'ees d'OpenGl sous forme de patchs. 
Toutes les fonctionalit\'ees n'ont pas \'et\'e 
transcrites pour simplifier le travail et aussi sans en faire pour que ce
 soit inutile, OpenGl va tr\`es loin d\'un point de  vue technologique 
(Vertex Shader, Volumetric Frog, \ldots). Seuls des patchs de base ont 
donc \'et\'e impl\'ement\'e ce qui reste suffisant pour faire de la 3D 
correcte tout de m\^eme. De nombreux patches vont d\'esormais vous \^etes 
pr\'esent\'es :


\subsubsection{Surface}

J'ai commenc\'e par faire l'initialisation de la surface avec toutes les 
lignes de codes que cela implique. Au passage j'y ai int\'egr\'e les 
param\^etres me permettant pour plus tard d'utiliser les fonctionalit\'es 
que je voulais. L'initialisation de la surface OpenGl se fait \`a partir 
d'un \^ev\'enement ``start''. Puis l'enchainement des fonctions et des
 param\^etres se d\'eclenchent : param\^etrage de la video,
 initialisation de la surface, redimensionage de la fene\^tre \ldots Le 
``pump'' du patch permet juste de faire un swap des buffers de rendu openGL, 
soit d'afficher le prochain rendu 3d de la sc\'ene. En harmonie avec 
``Surface'', ``SDL\_init'' est le patch permettant de faire l'initialisation 
de la SDL comme son nom l'indique. Il doit \^etre plac\'e en t\^ete car 
certains patches ont besoin d'informations, par exemple, pour savoir si 
le patche peut \^etre utilis\'e sur l'ordinateur (l'extention ``Vertex 
Buffer Object'' par exemple). 


\subsubsection{Forme et d\'eplacement}
Ensuite il y a les patches triangle et quad prenant en param\^etre un 
flottant indiquant leur taille simplement ensuite je fait un
``glBegin(GL\_TRIANGLES)'' ou ``glBegin(GL\_QUAD)'' et
j'obtiens une forme pla\c{c}ant les points en fonction
de la taille. Pour pouvoir placer ces triangles o\`u l'on veut j'ai cod\'e un
patch permettant de translater le point de vue, soit il prend en param\^etre, 
x, y et z, lui
permettant de se d\'eplacer l\'a o\`u l'on veut puis hop on dessine sa forme
on se red\'eplace et paf encore une autre forme. Parfait mais il faut ensuite 
inclure la notion de 3d dans tout \c{c}a.
Le patch rotation est l\`a pour \c{c}a,
il prend en param\^etre l'angle plus l'axe de rotation
avec x, y, z. Par exemple
si on veut faire une rotation du  haut vers le bas on va l\'appeler avec les z
positif et le reste  a z\'eros sauf l'angle bien s\^ur. A partir de \c{c}a on
peut cr\'eer des formes en 3d en calant bien comme il faut les facettes des
objets (cubes, pyramides,\ldots). Un autre petit patch dans le m\^eme style
est l\`a aussi pour remettre le point de vue au point z\'eros avec un 
``glLoadIdentity()'', en général que l'on met en début de patchwork et 
donc j'ai rajouté un ``glClear(\ldots)'' pour simplifier la mise en place. 
Il existe tout de m\^eme un patch permettant de faire uniquement le 
``glclear(\ldots)''.



\subsubsection{Attrayance : Couleur, Transparence, Lumi\'eres et Textures}

Voil\`a c'est d\'ej\`a bien mais on peut rendre cela plus attrayant avec de
 la couleur et de la transparence par exemple. En faite \c{c}a se passe un
 peu comme si on modifait une variable globale qui serait la couleur courante.
 Le patch prend en param\^etre les entr\'ees de la fonction qui sera appell\'e
 pour modifier cette variable locale soit \`a la norme du rgb, donc le rouge,
 vert et bleue en flottant, j'ai ajout\'e un param\^etre alpha pour la
 transparence donc sans avoir la possibilit\'e de faire sans. Le patch sera
 donc lanc\'e avec alpha \`a 1 si on veut une application de la couleur opaque 
par le biais de la valeur par d\'efaut.\\

Comme autre ``gadget'', j'ai impl\'ement\'e une lumiere globale. On lui passe 
juste sa position (x,y,z). Je dis globale parce que l'on ne peut qu\'en 
mettre une, 
de plus les normales des faces n'ont pas \'et\'e impl\'ement\'ees donc la 
lumiere 
se r\'eparti un peu n'importe comment sur les faces\ldots \\


Pour texturer les diverses faces, il y a plusieurs fa\c{c}ons. Pour rendre 
cela 
plus souple pour les utilisateurs du logiciel, nous avons d\'ecid\'e de 
traiter 
les textures comme des surfaces que l'on collerait donc sur les facettes des
 formes que l'ont cr\'ee. A partir d'un ``start'' du patch on charge la texture
 propre au patch (soit il faut lancer un patch par texture) dans une
 variable \`a
 partir d'une image qu'on donne en param\^etre au patch. Puis il faut d\'efinir
 des vecteurs pour cadrer la pose. Pour que se fasse j'ai cr\'e un type 
vect4f(x,y,z, profondeur)
 permettant de simplifier le proc\'ed\'e de param\^etrage. Comme on 
applique un plan
 il y a 2 vecteurs un pour les abcisses l'autre les ordonn\'ees. Donc
 pour l'utiliser on applique une rotation tout pareil que la facette que 
l'on va
 cr\'e\'e et on appelle ce patch qui en pompant va s\'electionner la texture
 en m\'emoire et l'appliquer telle un r\'etroprojecteur.



\subsubsection{Optimisation et Transformation}

On a voulu pouss\`e la section OpenGL un peu plus loin et exploit\'e un type 
fournit par OpenGL nous permettant d'accéder aux vertex (un sommet de 
l'espace) et de les modifier en m\'emoire tr\'es simplement. Ce type est le 
``Vertex Array'' un patch cube, par exemple, permet de cr\'eer la forme dans
 notre type en allouant au start le tableau de vertex et en reconstruisant la 
forme \`a chaque pump. De ce fait on peut faire n'importe quel patch prenant en
entr\'é un type tableau correspondant au ``Vertex Array'' cela peut-\'être un 
type contenant des couleurs ou des normales, et donc modifi\'e directement 
chaque x,y ou z de la forme. Il y a un exemple de ce type de transformation 
qui modifit la taille de la forme pass\'e en param\^etre soit un tableau de 
vertex dans cette exemple l\`a. Ensuite il faut afficher ce type de donn\'e, 
un autre patch intervient (logique) pour effectuer cette manipulation il 
definit les ``Vertex Array'' et proc\'ede \'a l'envoit dans les buffers 
d'OpenGL avec ``glDrawArrays(\ldots)''. 


\subsubsection{Types sp\'eciales OpenGL et optimisations}

Deux autres patches ont aussi \'et\'e cr\'ee pour fournir des exemples sur 
d'autres types de donn\'ees d'OpenGL. Le premier est sur les ``Display List'' 
une optimisation de code permettant de fixer une forme en et de ne pas appeler 
les ``glBegin(\ldots)'' et ``glEnd(\ldots)'' à chaque fois. Dans le 
m\^eme patche pour aggr\'ementer la chose, une fonction de Bezier est 
implement\'e pour ``tripper''. \\
L'autre patche est une optimisation assez avanc\'ee que l'on ne peut pas 
mettre en place partout car elle demande la prise en charge de l'extention 
add\'equate, mais aussi une carte graphique avec une m\'emoire unifi\'e pour 
que cela soit 
b\'en\'efique. Il s'agit du ``Vertex Buffer Object''. Pour expliquer son 
fonctionnement je ne dirais juste que c'est comme les ``Vertex Arrays'' sauf 
que l'on stocke les donn\'ees dans la m\'emoire de la carte graphique. Il y a 
un grand avantage \'a cela si la donn\'ee est statique mais si l'on veut la 
modifi\'e \c{c}a perd de son inter\^et soit l'optimisation du traitement des 
objets.
thodg/patchwork13/doc/epita/rapport_soutenance_finale/opengl.tex

Commit

doc/epita/rapport_soutenance_finale/opengl.tex
