Formation La 3D temps réel avec OpenGL

Présentation

• versions et historique (1.x à 4.x, ES1, ES2)
• place d'OpenGL sur le marché actuel de la 3D
• principes de fonctionnement d'une carte 3D
• pipeline fixe et pipeline programmable
• extensions OpenGL
• bindings et langages

Initialisation et contexte

• création de l'espace de rendu
• les API concernées : GLX, WGL, CGL, EGL, ...
• les abstractions possibles : GLUT, SDL, ...
• gestion des extensions (GLEW, GLEE, ...)
• le cas de l'API GLU

Principes de base

• définition d'une scène dans un espace en 3D
• états de la machine OpenGL
• espace de visualisation : Frustum

Formes, volumes et géométries

• points, lignes et polygones
• concepts : les surfaces évaluées (Bézizer) et les NURBS de GLU
• géométries arbitraires
• performances et triangles
• mode immédiat, listes d'affichages, Vertex Array, VertexBuffers

Matrices

• Rôle des matrices de la machine OpenGL
• Matrice de visualisation
• Matrice de transformation
• Rotations, translations

Eclairage

• Rôle et fonctionnement de l'éclairage
• Simplifications du modèle d'éclairage
• Mise en place et définitions
• Déplacements des sources lumineuses
• Gestion des couleurs
• Gestion des matériaux
• Les normales (déduction et lissage)
• Les spots

Le blending et les transparences

• intérêts et problématique du blending
• problématiques des superpositions blendées

Application de textures

• Principes du texturage
• Chargement de textures
• Mise en place de coordonnées de texture
• Filtrages (linéraires, bilinéaires)
• MipMapping
• Matrice de texturage
• Extenstions (multitexturing, textures 3D, ...)
• Précisions sur le blending de textures

Tampons

• Tampon de profondeur (Z-buffer)
• Tampon d'accumulation
• Tampon "pochoir" (stencil buffer)
• Framebuffer Objects (FBO)
• Utilisations avancées des tampons (réflections, blur, stencil shadows, cell shading, ...)

Shaders

• présentation
• Vertex Shaders et Fragment Shaders
• Geometry Shaders (OpenGL 3.2) et tessellation (4.0)
• compilation et édition des liens des shaders
• le langage GLSL
• types, passages d'arguments, ...
• branchements et itérations
• mise en oeuvre (toon shaders, normal mapping, post-processing, ...)

Réalisme d'une scène

• ombres
• gestion du brouillard
• antialiasing
• skyboxes, dômes, ...
• particules et impositors
• gestion temporelle
• textures animées
• physique d'un environnement 3D
• textures animées, render-to-texture (RTT)
• gestion des entrées utilisateur
• workflow de création et gestion des assets
• performance et mémoire

Présentation du GPGPU

• concepts de calcul embarqué dans le GPU
• intérêts et contraintes
• Shaders et FBO
• OpenCL (ouvert)
• CUDA (NVidia)