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DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik vs. Von Patrick Schmid und Christian Piwecki

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Übersicht Graphikengines Schnittstellen für Graphikengines Grafikschnittstelle OpenGL Grafikschnittstelle DirectX Unterschiede DirectX und OpenGL Programmierbeispiel Würfel OpenGL Programmierbeispiel Würfel DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Graphikengines Basieren auf einer Grafikschnittstelle (z.B. DirectX, OpenGL, …) Eigenständiger Programmteil Erleichtern Darstellung von Computergrafik Grafikengines Standardfunktionen bereits implementiert IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Graphikengines Funktionen einer Grafikengine Geometrische Objektbeschreibung Oberflächentexturen Licht und Schatten Transparenz Grafikengines Spiegelungen IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Partikelsysteme Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Graphikengines Funktionen einer Grafikengine • Beinhaltet Großteil der Viewpipeline • Erstellt Objekt im Modelling Coordinate System • Transformiert dieses ins World Coordinate System • Führt View Mapping durch Grafikengines Beinhaltet bereits implementierte Vertex- und Pixelshader IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Graphikengines Bewertung einer Grafikengine • Gute Graphikengine zeichnet sich aus durch: • Schnelligkeit -> extrem aufwändige Optimierungen der Berechnungen • große Anzahl bereits implementierter Funktionen • schönes Ergebnis Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Meilensteine Doom Engine Doom I-III id Software 1993-2004 Quake Engine Quake I-VI id Software 1994-2005? Unreal I-III Epic Games 1999-2006 ? Unreal Engine Unreal T. Epic Games 1999-2006? Cry Engine Farcry Crytek 2004-2005? Grafikengines Quake Engine Half Life Valve 1997 IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Source Engine Unterschiede DX & OGL Half Life² Valve 2004-2005? Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Schnittstellen für Graphikengines Definition Große Programmbibliothek mit elementaren Funktionen Implementiert als API (Application Programming Interface) plattformunabhängig Grafikengines IF für Grafikengines programmiersprachenunabhängig Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Schnittstellen für Graphikengines Bekannte Schnittstellen für Graphikengines OpenGL DirectX Quickdraw3D (Apple) Glide (3DFx) Java3D (sun) Grafikengines Mesa (ähnlich OpenGL) IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Warp3D (Amiga) Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL Geschichte Vorgänger: IrisGL von SGI (1980) Ziel: portierfähige Graphic Library ARB (Architecture Review Board) an Entwicklung von OpenGL beteiligt Zur ARB gehören u.a.: 3D Labs, ATI, Apple, Dell, HP, Matrox, nVidia, IBM, Intel, Microsoft (bis März 2003), Silicon Graphics, Digital Equipment (DEC), Evans & Sutherland und Intergraph Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL Geschichte 1992 erscheint OpenGL 1.0 seit 7. September 2004 OpenGL 2.0 OpenGL ist OpenSource Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL OpenGL - Bibliotheken GLX Schnittstelle zwischen OpenGL und X-Windowsystem WGL Schnittstelle zwischen OpenGL und Windows AGL u. CGL Schnittstelle zwischen OpenGL und MAC Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL OpenGL - Bibliotheken GLUT (OpenGL Utility Toolkit) Umfangreiche Bibliothek die Methoden zur Fenstererzeugung sowie zum Input – Handling beinhaltet Java3D API für Java um 3D Anwendungen für Java2 Environments zu entwickeln OpenAL Grafikengines Open Audio Library IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL IDE Konfiguration • Include – Dateien: • gl.h • glu.h • glux.h • Libraries für Linker: • OpenGL32.lib • GLu32.lib • GLaux.lib Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL glaux.dll im gleichen Verzeichnis Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL Die GLUT - Library glutInit(&argc, argv); Initialisiert die GLUT Library glutInitWindowSize(int width, int height); Setzt die Größe des Fensters glutInitWindowPosition(int x, int y); Setzt die Position des Fensters glutCreateWindow( ¨WindowTitle¨); Erstellt das Fenster mit dem Parameter als Titel glutDisplayFunc(display); Deklariert die Funktion die für den Fensterinhalt verantwortlich ist glutReshapeFunc(reshape); Deklariert die Funktion die aufgerufen wird, wenn das Fenster in der Größe verändert, bewegt oder minimiert/maximiert wird. glutMainLoop(); Verhindert dass das Fenster gleich wieder beendet wird Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL Erzeugung von Grafik Bevor Grafik angezeigt werden kann muß erst ein Fenster vorhanden sein OpenGL muß mit dem Window Context (DC) und dem Device Context (WC) verknüpft werden • Unterscheidung in 2 Arten von Funktionen: • Funktionen die die OpenGL – Engine konfigurieren • Funktionen die zu zeichnende 3D Objekte definieren Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL OpenGL – Engine konfigurieren Mit glEnable(FLAG); Flag aktivieren Mit glDisable(FLAG); Flag deaktivieren • Es gibt Flags für: • Verschiedene Filter • Z-Buffer • Alphatest • Dithering • Blending • Lichtquellen • Zeichenstil für Linien • uvm. Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL OpenGL – Engine konfigurieren • Beispiele: • glEnable(GL_LIGHT1); aktiviert Lichtquelle 1 • glEnable(GL_DEPTH_TEST); aktiviert Z-Buffer • glEnable(GL_DITHER); aktiviert Dithering Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL 3D – Objekt definieren • Zu zeichnende Elemente werden immer mit • glBegin(MODE); begonnen • glEnd(); beendet • Dazwischen werden z.B. • Punkte gesetzt • Farben zugeordnet • Texturkoordinaten zugeordnet Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL 3D – Objekt definieren Modes: • glBegin(GL_TRIANGLES); • glBegin(GL_QUADS); • glBegin(GL_POLYGON); • glBegin(GL_POINTS); • glBegin(GL_LINES); • glBegin(GL_LINE_STRIP); • glBegin(GL_LINE_LOOP); • glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP); • glBegin(GL_TRIANGLE_FAN); • glBegin(GL_QUAD_STRIPS); Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Punkt definieren: Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL • glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f); Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL 3D – Objekt definieren Beispiel: glBegin(GL_TRIANGLES); glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(1.0f, 0.0f); glVertex2f(0.0f, 1.0f); glEnd(); Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Ergebnis: rotes Dreieck Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle OpenGL Sonstige Funktionen glLoadIdentity(); • Sprung zurück zum Ursprung glTranslatef(x, y, z); • Verschiebt um x, y, z Grafikengines glRotatef(winkel, x, y, z); IF für Grafikengines • Rotiert um entsprechende Achse Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Kurze Geschichte Von Microsoft entwickelt 1. Game SDK -> Windows 95 Umbenannt in DirectX SDK Was ist DirectX ? Einheitliche, geräteunabhängige Schnittstelle Enthält Ansammlung versch. Komponenten zur Multi-Media Entwicklung unter Windows Grafikengines IF für Grafikengines Sicherheit für Programmierer für Lauffähigkeit unter allen Windows-Systemen Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Leistungsfähigkeit Besteht aus zwei Schichten: HAL und HEL HAL: Hardware Acceleration Layer = Funktionen die direkt von HW unterstützt werden HEL: Hardware Emulation Layer = Funktionen die HW nicht direkt unterstützt Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX DirectX besteht aus folgenden Komponenten DirectSound -> HW beschleunigtes Mixen von Sound DirectMusic -> Wiedergabe und Komposition von Musik DirectShow -> Abspielen von Multimediadateien DirectInput -> Für Eingabegeräte Grafikengines IF für Grafikengines Direct3DX Utility Library -> Funktionen für Direct3D Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX DirectPlay -> Unterstützung für Netzwerkverbindungen Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Direct3D Geometrietransformationen (Bewegung, Skalierung,Rotation) Beleuchtung Texturierung DirectDraw Direkter Zugriff auf Grafikkarte und Bildspeicher Grafikengines Schnelles Verschieben zwischen Grafikkarte und Hauptspeicher IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Arbeiten mit Direct3D Einbinden des Header d3d9.h Einbinden der Library d3d9.lib Richtige DirectX Version überprüfen D3D_SDK_VERSION Desktopmodus festlegen GetAdapterDisplayMode Front & Backbuffer einstellen D3DSWAPEFFECT_DISCARD Grafikengines Device einstellen D3DDEVTYPE_HAL IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Objekte aus Arbeitsspeicher entfernen ! Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid ChristianPiwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Grundlegende Funktionen LPDIRECT3D9 Erstellen eines Direct3D Objekts LPDIRECT3DDEVICE Rendering Schnittstelle definieren D3DPRESENT_PARAMETERS Um Rendering Schnittstelle zu erstellen hier definieren UINT Adapter Grafikengines Welche Grafikkarte verwenden IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX D3DDEVTYPE_HAL Unterschiede DX & OGL Hardwarebeschleunigung benutzen Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Grundlegende Funktionen DrawPrimitive Zeichnet über Vertices angegebene Objekt ! Direct3D speichert Vektordaten in Vertex Buffer Punktlisten -> Jeder Punkt wird einzeln ausgegeben Linienlisten -> Je 2 Punkte durch Linie verbunden Dreieckslisten -> Je 3 Punkte zu einem Dreieck Dreiecksfächer -> Alle Punkte spannen mit 1. einen Fächer auf Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Dreiecksstreifen -> Punkte werden der Reihe nach als breiter Streifen aus Dreiecken dargestellt Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Punktliste (D3DPT_POINTLIST) Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Linien-Liste (D3DPT_LINELIST) Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Dreieck-Liste (D3DPT_TRIANGLELIST) Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Dreieck-Fan (D3DPT_TRIANGLEFAN) Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX Dreieck-Strip (D3DPT_TRIANGLESTRIP) Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Grafikschnittstelle DirectX D3DVERTEX g pvTriangleVertices[3]; D3DVEKTOR p1{0.0f,3.0f,0.0f}; D3DVEKTOR p2{3.0f,-3.0f,0.0f}; D3DVEKTOR p3{-3.0f,-3.0f,0.0f}; g pvTriangleVertices[0]=D3DVERTEX(p1, vNormal,0,0); g pvTriangleVertices[1]=D3DVERTEX(p2, vNormal,0,0); g pvTriangleVertices[2]=D3DVERTEX(p3, vNormal,0,0); pd3dDevice->DrawPrimitive(D3DPT TRIANGLELIST ,D3DFVF VERTEX,g pvTriangleVertices,3,NULL); Die Eckpunkte des Dreiecks sind mit D3DVEKTOR gegeben. Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Unterschiede DirectX & OpenGL Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Programmierbeispiel Würfel OpenGL Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Programmierbeispiel Würfel DirectX Grafikengines IF für Grafikengines Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

DirectX vs. OpenGL 13.07.2005 ComGraphik Fazit Gleichwertige Ergebnisse Bessere Performance nur durch optimierten Quellcode Wichtiger Vorteil von OpenGL gegenüber DirectX -> Plattformunabhängigkeit Für Anfänger OpenGL viel besser geeignet Grafikengines IF für Grafikengines Tendenziell mehr Software (SPIELE) unter DirectX als unter OpenGL Gra. IF. OpenGL Gra. IF. DirectX Unterschiede DX & OGL Prog.Bsp. OpenGL Prog.Bsp. DirectX Fazit Patrick Schmid Christian Piwecki 12.Info

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