Programmation openGL

• Documents : Manuel de programmation OpenGL (1.2)
• Techniques de modélisation
• Techniques d'affichage
• Demos / Libraries / Exemples
  
• Liens

Documents

openGL  http://www.opengl.org

GLUT (à réserver aux TP !!)

SDL

Extensions openGL

FAQ

Outils

• analyse de performances :
  
• nvidia nvPerfKit
• ATI GPU Perf Studio + GPU Shader Analyzer

• debugger :
• BuGLe
• gdDEBugger
  
  
• shadercc : petit utilitaire simpliste permettant de compiler les shaders depuis un éditeur de texte (SciTE) et de naviguer dans les messages d'erreurs.
  

Techniques : Modélisation

• représentation des objets par maillages
• irréguliers ou réguliers
  H. Hoppe
  
  
• simplification du maillage en fonction de la distance
  
• "Multiresolution Modeling: Survey & future opportunities"
  M. Garland
• "Surface Simplification Using Quadric Error Metrics"
  P. Heckbert, M. Garland
  
• "Optimal Triangulation and Quadric-Based Surface Simplification"
  P. Heckbert, M. Garland
  
• "Permission Grids: Practical, Error-Bounded Simplification"
  S. Zelinka, M. Garland
• "Real-time Mesh Simplification Using the GPU"
  C. DeCoro, N. Tatarchuk
• "Out-of-core simplification of large polygonal models"
  P. Lindstrom
  


• imposteurs : représentation basée image d'un maillage
• gamasutra
• "Multi-layered Impostors for Accelerated Rendering"
  X. Décoret
  
• "Image-based Representations for Accelerated Rendering of Complex Scenes"
  S. Jeschke M. Wimmer, W. Purgathofer
  
  
  
• niveaux de détails continus :
• VIPM
  C. Bloom
• skip strips (1999)
• "TOM : Totally Ordered Mesh, A multiresolution structure for time critical graphics applications" (2001)
  E. Bouvier, E. Gobbetti
  
  
  
• modélisation procédurale :
  
• génération de terrains :
  "Real Time Procedural Terrain Generation" + références
  J. Olsen (oddlabs)
  
  
• video : construction d'une ville et de bureaux
  Introversion Software (blog)
  
  
• génération de détails sur les objets :
• ATI sdk "richer worlds"
  
  
• ray casting / tracing sur gpu
• cf. les liens dans techniques : divers
  
• surfaces de subdivisions
• T. Boubekeur
  
  
• textures unifiées :
  
• "Unified Texture Management for Arbitrary Meshes"
  S. Lefebvre
  
• J. Carmack / discussion sur gamedev.net
• T. Forsyth : entrée du blog 'Knowing which mipmap levels are needed'
  
  
• génération procédurale de détails
  
• "Procedural Reproduction of Terrain Textures with Geographic Data"
  C. Dachsbacher

• ...
  

Techniques : Affichage

• affichage efficace d'un maillage :
• utilisation des vertex buffer objects
• nvidia sdk
• pseudo-instancing
• nvidia sdk
  
  
• triangles strips
• "Optimization of Mesh Locality for Transparent Vertex Caching"
  H. Hoppe
• "Fast and Effective Striping"
  J. Behr and M. Alexa
• "An Improved Adjacency Data Structure for Fast Triangle Stripping"
  P. Reuter and J. Behr and M. Alexa
  demo (cf. page de l'article)
  
• nvStripLib
  lib + example
  nvidia
  
• "Mesh Layouts for Block-Based Caches"
  S.E. Yoon, P. Lindstrom

• séquence de sommets
• "Fast Triangle Reordering for Vertex Locality and Reduced Overdraw"
  P.V. Sander, D. Nahab, J. Barczak
• "Linear-Speed Vertex Cache Optimisation"
  T. Forsyth
• dxFAQ : discussion sur les différences entre strip et ordre / séquence
• "Universal Rendering Sequences for Transparent Vertex Caching of Progressive Meshes"
  A. Bogomjakov, C. Gotsman
  

• ordre global approximatif sur les triangles du maillage
  
• "Triangle Order Optimization for Graphics Harwdare Computation Culling"
  P. Sanders
• ATI Tootle
  
  
• élimination des parties cachées
• frustum culling
• "View Frustum Culling Tutorial"
  lighthouse3d.com
• "Fast Extraction of Viewing Frustum plane from the World-View-Projection Matrix"
  
  
• cf. correction ENS/TD2, tests pour un point et une boite englobante (les 8 sommets).
  
  
• occlusion culling
• "Coherent Hierarchical Culling: Hardware Occlusion Queries Made Useful"
  J. Bittner, M. Wimmer, H. Piringer, W. Purgathofer
  
  
• réduire la quantité de géométrie à afficher
• voir modélisation (simplification de maillages, imposteurs, niveaux de détails continus)
  
  
• affichage efficace d'une scène complète
• réduire les changement d'états (maillage et attributs, textures, shaders)
• construction d'atlas de textures pour limiter le nombre de changements d'états
  nvidia Texture Tools + Atlas comparison Viewer
  
• réduire le nombre d'appels openGL
  cf. vertex buffer objects et pseudo-instancing
• voir cours M2PROIMA et GAMAGORA
  

Techniques : divers

• ombres et pénombres :
• utilisation des frame buffer objects, pour stocker directement la shadow map dans une texture
  
• ati sdk
  
• shadow mapping "standard"
  
• Paul's project
• nvidia
  
  
• filtrage des shadow maps :
  
• "Variance Shadow Maps" + demo
  
• "Exponential Shadow Map"
• nvidia "Exponential Shadow Map" + autres techniques de filtrage de shadow map
  
  
• ombres douces :
  
• nvidia "Soft Shadow" 2007
• nvidia "Soft Shadow" 2008 + comparaison de plusieurs techniques de filtrage
• nvidia "Integrating Realistic Soft Shadows into Your Game Engine" + source shader directx
  
  
• paramétrisation des shadow maps :
  
• "Light Space Shadow Maps"
• "Parallel-Split Shadow Maps"
• "améliorer" la précision du zbuffer
• "Pratical Shadow Mapping" : "améliorer" la précision du zbuffer, choisir la "camera" associée à la source de lumière
  
  
• ombres volumiques : cf. TD + correction
  
  
• tutoriaux T. Forsyth :
  
• Shadow Buffers gdc 07  demo  algorithme
• Shadow Buffers gdc 06
  
  
  
• rendu en 2 passes : 1 passe géométrie seule + 1 passe calculs
  cf. généralisation : rendu différé
  cf. ATI Xenos (GPU Xbox 360)
  cf. DOOM III (id software)
  cf. Source Engine (Valve : Half-Life 2, ...)
  
  
• rendu différé :
• "Deferred Shading Tutorial"
  Fabio Policarpo
• "Interleaved Sampling"
  W. Heidrich, A. Keller
  
  

• détails de surface :
• tangent space lighting :
• "Let There Be Light! a unified lighting technique for a new generation of games" (2005)
• "Messing with Tangent Space" (2007)
  
• "Derivation of the Tangent Space Matrix"
• "Bump Mapping"
• nvidia sdk : "nvMeshMender" calculs du changement de repere documentation  exemple
  
  
• normal map  "Source Engine"  "Surface Detail Maps with Soft Self-Shadowing"
  
  
• compression / filtrage / mip mapping des normal maps
• nvidia "Mipmapping Normal Maps"
• nvidia "Bump Map Compression"
  
• "Frequency Domain Normal Map Filtering"
  
  
• parallax mapping :
• "Parallax Mapping with Offset Limiting" + shaders
  
  
• ray casting / relief mapping :
• "Rendering Geometry with Relief Texture"
• "Real-Time Relief Mapping on Arbitrary Polygonal Surfaces"
• page de l'auteur + demo
  
• "Relief-Map with Silhouettes"
  
• ati "Dynamic Parallax Occlusion Mapping with Approximate Soft Shadows"
  
  
• "Hardware Accelerated Per-Pixel Displacement Mapping"
  
  
• accélérer le calcul d'intersections :
  
• "Interval Mapping"
  E. Risser, M. Shah, S. Pattanaik
• "Cone Step Mapping" + sources complets
  
• "Relaxed Cone Stepping for Relief Mapping"
  GPU Gems 3 sample chapter
  
  

• ambient occlusion / indirect :
  
• Screen Space Ambient Occlusion
  
• "Hardware Accelerated Ambient Occlusion Techniques on GPUs"
• nvidia "Real-Time Depth Buffer Based Ambient Occlusion"
  
  
• "Dynamic Ambient Occlusion and Indirect Lighting"
  M. Bunnell, GPU Gems 2 sample chapter
  demo (nvidia sdk)
  
  
• "Implicit Visibility and AntiRadiance for Interactive Global Illumination"
  C. Dachsbacher
  
  
• Valve :
• "Source Engine"
• "Surface Detail Maps with Soft Self-Shadowing"

• animation :
• motion capture
  
• format BVH :
  "Motion Capture File Format Explained"
  M. Meredith, S. Maddock
  
  
• archives stockmoves de e-motek
• libbvh pour lire et afficher les fichiers bvh.
• interpolation d'orientations : quaternions, angles d'euler, matrices, etc
  
• rotation representation (wikipedia)
• rotation matrix (wikipedia)
• quaternions and spatial rotations
  
  
• construction de séquences d'animations
  
• "Motion Graph"
  M. Gleicher, L. Kovar, F. Pighin
• "Snap-Together Motion"
  M. Gleicher, H.J. Shin, L. Kovar
• "Motion capture-driven simulations that hit and react"
  V.B. Zordan, J.K. Hodgins
• "Dynamic Response for Motion Capture Animation"
  V.B. Zordan, A. Majkowska, B. Chiu, M. Fast
  
  

• physique :
  

• "Zen of Networked Game Physics" (integration standard)
  G. Fiedler
  
  
• un résumé de cours / exercices de mécanique de premiere année (cf. BU).
  
  
• "Advanced Character Physics" (integration verlet)
  T. Jakobsen
  
  
• "Realistic Animation of Rigid Bodies" (les formules de base)
  J.K. Hahn
  

• ODE : Open Dymanic Engine
  
  
• Bullet : continuous physics sdk
  
  
• ageia PhyX : sdk / publications
  
  
• détection de collisions
• cf. publications ageia
  
  

• modélisation des collisions (élastiques, rigides, etc.)
• "Realistic Animation of Rigid Bodies"
  J.K. Hahn
  
• "Modeling Inelastic Deformation : Viscoelasticity, Plasticity, Fracture"
  D. Terzopoulos, K. Fleischer
  
• "Elastically Deformable Models"
  D. Terzopoulos, J. Platt, A. Barr, K. Fleischer
• "Fast contact force computation for nonpenetrating rigid bodies"
  D. Baraff
  
  
• impulse based dynamics :
• B. Mirtich
• J. Bender
  
  
• position based dynamics :
• M. Müller-Fischer (cf. publications ageia)
• "Position Based Dynamics"
  
• "Meshless Deformation Based on Shape Matching"
  demo
  
  
• physics based animation :
• K. Erleben
  
  

• phénomènes naturels :
• dispersion atmospherique
  
• ATI / Crytek
  
• relief
• végétation : SpeedTree Demo
  
• pluie : ATI ToyShop Demo
  
• océan
• ATI / Valve
  
• ciel
• peau
  
• ati sdk
  
• cheveux ati sdk
  
• demos :
  
• nvidia sdk
• ati sdk
  
  
• rendu haute dynamique (HDR)
• nvidia sdk
• demo du cours
  
  
• motion blur
• ati sdk
• nvidia sdk
  
  
• profondeur de champ
• ati sdk
• nvidia sdk

• harmoniques sphériques et pré-calculs
• R. Ramamoorthi
• "An efficient Representation for Irradiance Environment Maps"
• "Frequency Space Environment Map Rendering"
  
  
• P.P. Sloan
• "Fast, Arbitrary BRDF Shading for Low-Frequency Lighting Using Spherical Harmonics",
  Jan Kautz, Peter-Pike Sloan and John Snyder,
• "Precomputed Radiance Transfer for Real-Time Rendering in Dynamic, Low-Frequency Lighting Environments",
  Peter-Pike Sloan, Jan Kautz, and John Snyder,
• "Bi-Scale Radiance Transfer",
  Peter-Pike Sloan, Xinguo Liu, Heung-Yeung Shum, and John Snyder,
• "All-Frequency Precomputed Radiance Transfer for Glossy Objects",
  Xinguo Liu, Peter-Pike Sloan, Heung-Yeung Shum, and John Snyder,
• "Local, Deformable Precomputed Radiance Transfer",
  Peter-Pike Sloan, Ben Luna, and John Snyder,
• "Normal Mapping for Precomputed Radiance Transfer",
  Peter-Pike Sloan,
• "Real-time Soft Shadows in Dynamic Scenes using Spherical Harmonic Exponentiation"
  Zhong Ren, Rui Wang, John Snyder, Kun Zhou, Xinguo Liu, Bo Sun, Peter-Pike Sloan, Hujun Bao, Qunsheng Peng, and Baining Guo,
• "Precomputed Shadow Fields for Dynamic Scenes"
  Kun Zhou, Yaohua Hu, Stephen Lin, Baining Guo, Heung-Yeung Shum.
• "Spherical Harmonic Scaling"
  Jiaping Wang, Kun Xu, Kun Zhou, Stephen Lin, Shimin Hu, Baining Guo
  
  
• quelques explications plus digestes :
• P.P. Sloan "Stupid Spherical Harmonics Tricks"
  
  
• V. Schoenefled  "Spherical harmonics"
• demo complète + sources  (et un exemple de calcul de rotation d'harmoniques sphériques)
  
  
• S. Brown "Real-Value Spherical Harmonic Basis Functions"
  la référence [4] de l'article :  "Rapid and Stable Determination of Rotation Matrices between Spherical Harmonics by Direct Recursion"
  
  
• T. Forsyth [blog] "Spherical Harmonics in Actual Games"
  
  
• Paul's Projects "Spherical Harmonics" project