La 3D temps réel avec OpenGL

Objectifs

Appréhender l'API et les concepts importants d'OpenGL, ainsi que les particularités de la 3D temps réel, autant avec le pipeline fixe qu'avec les shaders Découvrir l'étendu des fonctionnalités d'OpenGL.

Contenu de la formation

• 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)

Pédagogie et outils