écrire une application openGL

cf tuto1.cpp

une application openGL est composée de plusieurs éléments :

• une fenêtre pour voir ce que l'on dessine,
• un contexte openGL pour dessiner,
• 3 fonctions :
  • init( ) pour créer les objets que l'on veut dessiner,
  • quit( ) pour détruire les objets openGL crées dans init( ), à la fermeture de l'application,
  • draw( ) pour afficher / dessiner quelquechose.

ces 3 fonctions sont appelées dans le main.

La classe App permet également d'écrire une application avec une conception légèrement différente mais avec les mêmes fonctionnalités. cf tuto7.cpp pour un exemple.

création de la fenêtre et du contexte openGL

La création d'une fenêtre et la gestion des évènements clavier / souris dépend du système : windows, mac os, linux, etc. la librairie SDL2 permet d'écrire un seul code qui fonctionnera sur tous ces systèmes.

La démarche est plutot directe, il faut initialiser SDL2, créer la fenêtre, créer un contexte openGL et traiter les évènements claviers / souris.

étape 1 : intialiser SDL2

#include "SDL2/SDL.h"
 
int main( )
{
    // init SDL
    if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0)
        return 1;       // erreur lors de l'init de sdl
 
    // enregistre le destructeur de sdl
    atexit(SDL_Quit);
 
    ...
}

étape 2 : créer une fenêtre

C'est la fonction SDL_CreateWindow( ) qui s'en charge, il faut lui fournir plusieurs paramètres : un titre, la position et la taille de la fenêtre et une option indiquant qu'openGL doit pouvoir dessiner dedans.

int main( )
{
    ...
    int width= 1024;
    int height= 640;
    
    SDL_Window *window= SDL_CreateWindow("gKit",                // titre        
        SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,       // position choisie par le système
        width, height,                                          // dimensions
        SDL_WINDOW_OPENGL);                                     // option pour openGL
    
    if(window == NULL)
        return 1;       // erreur lors de la creation de la fenetre ou de l'init de sdl2
    
    ...
}

étape 3 : créer et configurer le contexte openGL

Il existe plusieurs versions d'openGL, il faut indiquer laquelle choisir, ainsi qu'activer ou pas, le mode debug pour obtenir des messages d'erreurs. c'est la fonction SDL_GL_SetAttribute( ) qui permet de passer tous les paramètres.

Pour obtenir un affichage "propre", il faut pouvoir dessiner dans une image qui n'est pas affichée dans la fenêtre, sinon on peut observer un effet de cisaillement (cf screen tearing wikipedia) assez désagréable, c'est encore SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_DOUBLEBUFFER, ...) qui permet de sélectionner cette option. Il faut également indiquer que le changement entre les 2 images, celle qui est affichée et celle dans laquelle openGL dessine, se fait en fonction de la vitesse d'affichage de l'écran, cf SDL_GL_SetSwapInterval(1); et utiliser SDL_GL_SwapWindow(); pour provoquer l'echange, lorsque l'application a fini de dessiner.

Dernière étape, avant de pouvoir utiliser les fonctions d'openGL, il faut finir d'importer les symboles définis par la librairie dynamique openGL... selon les systèmes c'est inutile (mac os) ou obligatoire (windows). c'est la librairie GLEW qui s'en charge.

    // version 3.3
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_MAJOR_VERSION, 3);
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_MINOR_VERSION, 3);    
    // activer le mode debug
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_FLAGS, SDL_GL_CONTEXT_DEBUG_FLAG);
    // choisir une version moderne d'openGL, les versions core profile
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_MASK, SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_CORE);
    
    // dessiner et afficher des images differentes, il faudra 
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_DOUBLEBUFFER, 1);
 
    // creer le contexte
    SDL_GLContext context= SDL_GL_CreateContext(window);
    if(context == NULL)
        return 1;
 
    // attendre l'ecran
    SDL_GL_SetSwapInterval(1);  
 
#ifndef NO_GLEW
    // importer les fonctions d'openGL sur les systemes ou c'est necessaire.
    // utilise la librairie GLEW
    glewExperimental= 1;
    GLenum err= glewInit();
    if(err != GLEW_OK)
    {
        SDL_GL_DeleteContext(context);
        SDL_DestroyWindow(window);        
        return 1;       // erreur lors de l'init de glew / import des fonctions opengl
    }
 
    // purge les erreurs opengl generees par glew !
    while(glGetError() != GL_NO_ERROR) {;}
#endif

étape 4 : traiter les évènements

La fenêtre est ouverte, le contexte openGL est crée, il ne reste plus qu'à dessiner quelquechose, mais il faut aussi savoir quand s'arreter ! et savoir que l'utilisateur a bougé la souris, cliqué, ou enfoncé une touche sur le clavier, ce qui permettra de déplacer la camera, des objets, etc.

C'est SDL_PollEvents() qui récupère ces informations. il ne reste plus qu'à réagir en fonction. Au minimum, il faut fermer la fenêtre :

int main( )
{
    ...
    
    bool done= false;
    while(!done)
    {
        SDL_Event event;
        // recuperer un evenement a la fois, poll event renvoie faux lorsqu'ils ont tous ete traite
        while(SDL_PollEvent(&event))
        {
            if(event.type == SDL_QUIT)
                done= true;  // sortir si click sur le bouton 'fermer' de la fenetre
            else if(event.type == SDL_KEYDOWN && event.key.keysym.sym == SDLK_ESCAPE)
                done= true;  // sortir si la touche esc / echapp est enfoncee
        }
        
        // dessiner quelquechose avec openGL
        { ... }
        
        // presenter / montrer le resultat, echanger les images associees a la fenetre. 
        SDL_GL_SwapWindow(window);
    }
    
    ...
}

attention : ne pas oublier le SDL_GL_SwapWindow(), qui permet d'afficher ce que l'on vient de dessiner.

code complet dans tuto1.cpp et tuto1GL.cpp.

résumé :

voila, c'est un peu long, il y a pas mal de doc à lire sur le fonctionnement de SDL2, mais ce n'est pas bien compliqué. et comme c'est toujours la même chose, les fonctions create_window( ), create_context(), run() et events() documentées dans window.h font exactement ca. ce qui permet de simplifier pas mal le code et de se concentrer sur openGL.

#include "window.h"
 
// creation des objets opengl
int init( ) { ... }
 
// destruction des objets opengl
int quit( ) { ... }
 
// dessiner une nouvelle image
int draw( ) { ... }
 
 
int main( int argc, char **argv )
{
    // etape 1 : creer la fenetre (+ les dimensions de la fenêtre)
    Window window= create_window(1024, 640);    
    if(window == NULL)
        // erreur lors de la création de la fenetre ou de l'init de SDL2
        return 1;
    
    // etape 2 : creer un contexte opengl pour pouvoir dessiner
    Context context= create_context(window);
    if(context == NULL)
        // erreur lors de la creation du contexte opengl
        return 1;
    
    // etape 3 : creation des objets openGL de l'application
    if(init() < 0)
    {
        printf("[error] init failed.\n");
        return 1;
    }
    
    // etape 4 : affichage de l'application, tant que la fenetre n'est pas fermee. ou que draw() ne renvoie pas 0
    // appelle draw( ) pour dessiner une nouvelle image, 60 fois par seconde.
    run(window, draw);
 
    // etape 5 : nettoyage
    quit(); // detruire les objets openGL crees par l'application
    release_context(context);
    release_window(window);
    return 0;
}

Si cette version typée C ne vous convient pas, il y a également une classe de base à dériver, App. voici un exemple équivalent :

#include "app.h"
 
class TP : public App
{
public:
    // constructeur : donner les dimensions de la fenetre, et eventuellement la version d'openGL.
    TP( ) : App(1024, 640) {}
    
    // creation des objets openGL de l'application
    int init( ) { ... }
    
    // destruction des objets openGL, à la fin de l'application
    int quit( ) { ... }
    
    // dessiner une nouvelle image.
    int render( ) { ... }
};
 
int main( int argc, char **argv )
{
    TP tp;
    tp.run();
    
    return 0;
}

dans la mesure du possible, les fonctions de window.h ne dupliquent pas / n'abstraient pas les fonctionnalités de sdl2, vous pouvez les utiliser directement. par exemple :

• SDL_GetTicks() pour connaitre le temps écoulé depuis le lancement de l'application,
• SDL_GetMouseState() pour récupérer la position de la souris et l'état de ses boutons.

window.h définit par contre des utilitaires pour simplifier l'écriture d'applications interactives. par exemple, si vous voulez modifier la position d'un objet en appuyant sur une touche, les fonctions key_state( ) et clear_key_state( ) permettent de le faire très simplement, sans avoir besoin de modifier la gestion des évènements (cf run(), App::run() et events()).

autre exemple d'utilisation : faire une capture d'écran de l'application

#include "window.h"
#include "texture.h"
 
int draw( )
{
    ...
    if(key_state('s'))
    {
        clear_key_state('s');
        screenshot("screenshot.png");
    }
    ...
}

à quoi sert le clear_key_state( ) ? vu que draw( ) est appelée 60 fois par seconde, il est probable que la touche reste enfoncée pendant une bonne dixaine d'appels, reinitialiser l'état de la touche permet d'éviter d'enregistrer 10 fois l'image...