Computa

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Computação Gráfica - Interações

• Profa. Mercedes Gonzales Márquez

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Tópicos

• Sistemas de Informação Gráfica
• Dispositivos Físicos
• Entrada
• Saída
• Sistemas de Janelas
• Programação Orientada a Eventos

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Conceito

• Um dos aspectos mais fascinantes dos atuais
  sistemas de informação gráfica é a sua
  interatividade.
• Os programas tradicionais seguem um fluxo de
  controle pré-estabelecido.
• Nos sistemas de informação gráfica, o usuário
  pode interferir no controle de fluxo do programa,
  compartilhando com o computador a
  responsabilidade
• na execução de uma tarefa. como ilustra o ciclo
  de interação.

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Conceito

• Através dos dispositivos de saída, o sistema
  computacional exibe para o usuário o estado dos
  dados.
• O usuário vê/lê a informação apresentada,
  interpreta, avalia e intervém no fluxo de
  controle através dos dispositivos de entrada.
• Os sinais de dispositivos de entrada são
  processados como eventos pelo processador que
  dispara um tratador apropriado para modificar o
  estado dos dados armazenados em memória.

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Conceito
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Sistemas de Janelas

• É uma camada de software que gerencia o uso
  compartilhado dos dispositivos de entrada e de
  saída entre vários aplicativos, de forma similar
  a um sistema operacional que gerencia os recursos
  computacionais entre vários processos.

• Cada aplicativo tem uma sub-área própria, como se
  a tela do monitor estivesse dividida em várias
  sub-áreas totalmente independentes. Estas
  sub-áreas são as janelas.

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Sistemas de Janelas
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Sistemas de Janelas

• Um ciclo de interação envolve o disparo de um
  evento de interação, o despacho deste evento à
  janela correta e a execução de um trecho de
  código condizente com a ação esperada (tratador
  de eventos registrados como callbacks)

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Programa orientado a eventos

• Possui sempre um programa inicial contendo
  instruções de inicialização e um laço principal
  de eventos cuja tarefa é simplesmente retirar os
  eventos da fila e despachá-los.
• As funções de inicialização são as instruções
  comuns a todos os aplicativos.
• O comportamento real de um aplicativo é definido
  pelos tratadores de evento registrados com
  callback.

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Funções Callback GLUT

• GLUT usa o mecanismo de Callbacks.
• São rotinas que são chamadas quando algo como o
  seguinte acontece (evento)
• Redimensionamento ou redesenho da janela
• Entrada do usuário (mouse, teclado, etc).
• Callbacks definem quais ações são suportadas e
  automaticamente manejam os eventos.
• Registro de callbacks com GLUT
• glutDisplayFunc( display )
• glutIdleFunc( idle )
• glutKeyboardFunc( keyboard )

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Funções Callback GLUT

• Outras
• glutReshapeFunc() chamada quando a janela muda
  de tamanho
• glutKeyboardFunc() chamada quando uma tecla é
  pressionada no teclado
• glutMouseFunc() chamada quando o usuário
  pressiona um botão do mouse
• glutMotionFunc() chamada quando o usuário
  movimenta o mouse enquanto um botão do mesmo está
  pressionado.
• glutPassiveMouseFunc() chamada quando o mouse é
  movimentado sem considerar o estado dos botões.
• glutIdleFunc() chamada quando nada está sendo
  realizado. É muito útil para animações.

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Callback de renderização (display)

• O desenho que será apresentado na tela é feito
  aqui.
• glutDisplayFunc( display )
• void display( void )
• glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT )
• glBegin( GL_TRIANGLE_STRIP )
• glVertex3fv( v0 )
• glVertex3fv( v1 )
• glVertex3fv( v2 )
• glVertex3fv( v3 )
• glEnd()
• glutSwapBuffers()

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Callback idle (ocioso)

• Usado para animação e atualização contínua
• glutIdleFunc( idle )
• void idle( void )
• t dt
• glutPostRedisplay()

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Callbacks de entradas

• Processa uma entrada do usuário, pode ser por
  teclado, mouse.
• glutKeyboardFunc( keyboard )
• void keyboard( char key, int x, int y )
• switch( key )
• case q case Q
• exit( EXIT_SUCCESS )
• break
• case r case R
• rotate GL_TRUE
• break

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OpenGL

• OpenGL é uma biblioteca de rotinas gráficas para
  criar aplicações interativas que renderizam
  imagens de alta qualidade compostas de objetos
  tridimensionais e imagens..
• OpenGL é independente do sistema operacional e do
  sistema de janelas.

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OpenGL como renderizador

• Basicamente, há duas operações que OpenGL faz
• Desenhar algo através de primitivas geométricas e
  de imagens.
• Mudar o estado de como OpenGL desenha.
• Primitivas Geometricas
• Pontos, linhas e polígonos
• Primitivas de Imagens
• imagens e bitmaps (os pixels que podemos extrair
  de uma imagem JPEG depois de lida)
• Adicionalmente, OpenGL pode linkar imagens e
  primitavas geométricas através de um mapeamento
  de textura.
• OpenGL funciona como uma máquina de estados. A
  renderização depende do estado
• cores, materiais, fontes de luz, etc.

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GLU e GLUT

• GLU (OpenGL Utility Library)
• parte de OpenGL
• Simplifica tarefas como renderização de
  superfícies quádricas como esferas, cones,
  cilindros, etc.
• GLUT (OpenGL Utility Toolkit)
• Permite interagir com o sistemas de janelas.
  Simplifica o processo de criar janelas, trabalhar
  com eventos no sistema de janelas e manejar
  animações.
• Não é oficialmente parte de OpenGL

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Preliminares

• Arquivos cabeçalho (headers files) descreve
  para o compilador, as chamadas de funções, seus
  parâmetros e valores constantes definidos.
• include ltGL/gl.hgt
• include ltGL/glu.hgt
• include ltGL/glut.hgt
• Bibliotecas depende do sistema que estamos
  usando. Cada sistema operacional tem seu próprio
  conjunto de bibliotecas. Para sistema Unix é
  libGL.so e para Microsoft Windows é
  opengl32.lib.
• Enumerated Types
• GLfloat, GLint, etc.

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GLUT Básico

• Estrutura da aplicação
• Configure e inicialize a janela
• Inicialize os estados do OpenGL. Isto pode
  incluir coisas como cor do fundo, posições de luz
  e mapas de textura.
• Registre funções callbacks
• Entre no loop de processamento de eventos
  Quando a aplicação recebe eventos, e controla
  quando as funções callbacks serão chamadas.

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Programa exemplo

• void main( int argc, char argv )
• int mode GLUT_RGBGLUT_DOUBLE
• glutInitDisplayMode( mode )
• glutCreateWindow( argv0 )
• init()
• glutDisplayFunc( display )
• glutReshapeFunc( resize )
• glutKeyboardFunc( key )
• glutIdleFunc( idle )
• glutMainLoop()

Funções de configuração da janela
Inicalização de estados
Rotinas Callbak
Loop de processamento de eventos
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Inicialização de OpenGL

• Fixa alguns estados
• void init( void )
• glClearColor( 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 )
• glClearDepth( 1.0 )
• glEnable( GL_LIGHT0 )
• glEnable( GL_LIGHTING )
• glEnable( GL_DEPTH_TEST )

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Primitivas geométricas do OpenGL

• Todas as primitivas geométricas são especificadas
  por vértices

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Exemplo

• void drawRhombus( GLfloat color )
• glBegin( GL_QUADS )
• glColor3fv( color )
• glVertex2f( 0.0, 0.0 )
• glVertex2f( 1.0, 0.0 )
• glVertex2f( 1.5, 1.118 )
• glVertex2f( 0.5, 1.118 )
• glEnd()

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Formatos de comandos OpenGL
glVertex3fv( v )
Number of components
Data Type
Vector
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Especificando Primitivas Geométricas

• Primitivas são especificadas usando
• glBegin( primType )
• glEnd()
• primType determina como os vértices serão
  combinados.

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Tutorial Shapes
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