GLScene

GLScene

Интерфейс GLScene
Тип	Графический движок
Разработчик	Mike Lischke (первоначальный автор), Eric Grange (основной разработчик с 2000 по 2005 год), другие
Написана на	Delphi, FreePascal, C++
Операционная система	Кроссплатформенное программное обеспечение
Последняя версия	1.4 (19 января 2016 года)
Лицензия	Mozilla Public License 1.1
Сайт	[glscene.sourceforge.net .sourceforge.net]

GLSceneGLScene

GLScene — графический движок для создания кросс-платформенных приложений на языках программирования Delphi, Free Pascal и C++, использующий библиотеку OpenGL в качестве интерфейса программирования приложений. GLScene является свободным программным обеспечением и распространяется с лицензией Mozilla Public License. С его помощью программирование трёхмерной графики в Windows становится более простым и быстрым. Последние версии движка также доступны в среде программирования Lazarus для создания приложений для Linux и др.операционных систем.

Разработка данного движка началась в 1999 году Майком Лишке, а с версии 0.5 была выложена с открытым исходным кодом. Дальнейшее развитие GLScene было продолжено Эриком Гранжем, а после 2006 года поддерживается командой разработчиков. В настоящий момент движок пополнился новыми функциями и стал быстрее благодаря различным оптимизациям.

GLScene позволяет программистам создавать 3D-объекты OpenGL в design-time с использованием интерфейса, показанного на картинке. Большое количество объектов и дополнительных визуальных компонентов VCL помогает программистам создавать мощные 3D-приложения для Delphi, C++Builder и Lazarus.

Загружаемые форматы файлов моделей: 3ds, obj, vrml, smd, md2, md3, nmf, oct, lwo, b3d, gl2, gls, ms3d, Nurbs, lod, и некоторые другие.

Сохраняемые форматы файлов моделей: glsm, obj и smd.

Поддерживаемая физика: ODE, Newton Game Dynamics. Также есть небольшой собственный движок расчёта столкновений с учётом законов сохранения импульса DCE.

Некоторые объекты GLScene

TGLCamera — объект камера. Это точка, из которой смотрят на трёхмерный мир. Камере можно задавать положение и целевой объект, на который она смотрит. Варьируя её параметр FocalLength, можно изменять фокусное расстояние камеры. Параметры DepthOfView и NearPlaneBias отсекают дальние и ближние объекты. Отсечение дальних объектов может сильно повысить скорость работы.

Таким образом, поле зрения камеры — это усечённый конус, ограниченный с обеих сторон параметрами DepthOfView и NearPlane, угол которого задан через параметр FocalLength.

TGLSceneViewer — объект для визуализации трёхмерного мира. Его нужно кинуть на форму и установить ему свойство Camera, то есть указав камеру, с которой надо смотреть на мир. После этого он будет показывать то, что видит указанная камера.

TGLDummyCube — объект, не содержащий графики, но имеющий позицию (position), ротацию в виде векторов направления (direction) и верха (up) и масштаб (scale). При помощи этих свойств объекту можно придавать различные положения в пространстве. А используя несколько TGLDummyCube’ов, прикреплённых друг к другу, можно создавать сложные пространственные конструкции, как, например, скелет, в котором кости соединены друг с другом суставами или сочленениями (joints). Кроме того TGLDummyCube удобен для использования в качестве целевого объекта камеры TGLCamera.

TGLMaterialLibrary — библиотека материалов. Находящиеся в ней материалы переносятся в видеопамять видеокарты. Все материалы могут использоваться разными объектами GLScene одновременно. Каждый материал может иметь свою текстуру или использовать текстуры других материалов со своими настройками её отображения. Таким образом, например, загрузив текстуру машины зелёного цвета, можно использовать её в другом материале, но изменив её цвет на, скажем, синий.

TGLFreeForm — статичная трёхмерная модель. Используется, чтобы загрузить, например, здания, ландшафты, деревья и прочие подобные объекты. Чтобы загрузить 3D-модель в GLScene достаточно двух строчек кода:

  // Указываем какую библиотеку материалов использовать.
GLFreeForm1.MaterialLibrary := GLMaterialLibrary1;
  // Загружаем 3D-модель.
GLFreeForm1.LoadFromFile('mymodel.3ds');

Также надо добавить в uses модуль загрузчика моделей. Для моделей 3ds это GLFile3DS, для моделей smd — GLFileSMD, и т. д. по аналогии. После загрузки модель полностью попадает в видеопамять, и процессорное время на её отображение практически не тратится. При изменении матрицы этого объекта, в видеопамять пересылается только новая матрица.

TGLActor — трёхмерная модель с анимацией. Используется для загрузки моделей людей, монстров, других движущихся объектов. Загрузка аналогична загрузке модели в TGLFreeForm. Чтобы запустить анимацию достаточно двух строчек.

  // Грузим модель со скелетной анимацией 'mymodel.smd'.
GLActor1.LoadFromFile('mymodel.smd');
  // Добавляем анимацию ходьбы из файла 'walk.smd'.
GLActor1.AddDataFromFile('walk.smd');
  // Переключаемся на анимацию ходьбы 'walk'. 
GLActor1.SwitchToAnimation('walk');
  // Запускаем проигрывание анимации в циклическом режиме.
GLActor1.AnimationMode := aamLoop;

В отличие от моделей, находящихся в TGLFreeForm, здесь рендеринг частично возложен на центральный процессор. Когда происходит изменение позиции модели со скелетной анимацией, то для каждого положения каждой кости в каждый момент времени происходит перерасчёт положения вершин модели, после чего они пересылаются в видеопамять и отображаются на экране. Этот подход более медленный, но зато позволяет добиться практически идеальной плавности движений.

TGLPoints — позволяет рисовать на экране точки. Добавлять точки нужно в список Positions. Чтобы точки были цветными, нужно добавлять цвета в список Colors. Если в него добавлен только один цвет, то все точки будут этого цвета. Если количество цветов равно количеству точек, то каждая точка будет своего цвета.

TGLLines — позволяет рисовать линии и сплайны. Линии задаются точками, добавлять которые можно в список Nodes через процедуру NodesAdd. Линии по заданным точкам рисуются в зависимости от способа отображения LineSplineMode. Если это lsmSegments, то каждые две точки означают отдельную линию. Если lsmLines, то линии проводятся от точки к точке. Если какой-то другой режим, то по точкам рисуется сплайн, то есть плавная линия, проходящая через все заданные точки. Плавность линии зависит от параметра Division. Чем он больше, тем линия плавнее. Если в опции LinesOption включён параметр loUseNodeColorForLines, то для каждой точки линии можно будет использовать свой цвет. Цвета задаются в NodeColor.

Также есть возможность выделять разными способами точки по которым строятся линии. Способ задаётся в параметре LineNodesAspect.

• lnaInvisible — выделение отсутствует.
• lnaAxes — выделение осями.
• lnaCube — выделение кубами
• lnaDodecahedron — выделение двенадцатигранниками.

TGLLightSource — источник освещения, который освещает всю трёхмерную сцену. Их в OpenGL может быть максимум восемь. Поэтому в GLScene их тоже восемь. Светит данный источник освещения или нет, определяется параметром Shining (светимость).

За цвет освещения отвечают три параметра: Ambient, Diffuse и Specular. Ambient — это общее освещение сцены, не зависящее от положения источника света, как освещённость в тени в солнечный день. Diffuse — направленный свет, зависит от положения источника. То есть, если поверхность отвёрнута от него, то он её не освещает. Specular — зеркальный свет. Зависит ещё и от нормали поверхности. С его помощью можно делать яркие блики, как например яркая точка на железном блестящем шарике от лампочки.

За ослабление яркости света в зависимости от удаления от источника отвечают три параметра: ConstAttenuation, LinearAttenuation, QuadraticAttenuation. Первый — это постоянное ослабление (в общем не зависит от расстояния, а просто можно считать, что управляет яркостью источника света), второй — линейное ослабление, третий — квадратичное.

Источник света может быть прожектором. Для этого его параметр SpotDirection нужно выставить в lsSpot и указать параметры прожектора. SpotDirection — указывает направление света прожектора. SpotCutOff — угол конуса прожектора. Если он равен 180 градусам, то считается, что это не прожектор, а обычный источник освещения. Если меньше 90, то прожектор. SpotExponent — коэффициент изменения яркости от центральной точки пятна прожектора до его краёв.

Прожекторы часто используются в качестве фар автомобилей или фонариков в руках героя в играх.

Ссылки

• [glscene.sourceforge.net/ Сайт GLScene]
• [sourceforge.net/projects/glscene/ Проект GLScene] на SourceForge
• [sourceforge.net/p/glscene/discussion/ Официальный форум GLScene (есть русский раздел)]*
• [vk.com/glscene Страница ВКонтакте]
• [wiki.glscene.info Wiki GLScene] — Многоязыковой учебник и Wiki справочник компонентов по GLScene
• [book.glscene.ru/ Учебник по GLScene]
• [forum.mirgames.ru/index.php?showforum=3 Форум по GLScene на сайте MirGAMES]
• [wiki.lazarus.freepascal.org/GLScene/ru Установка GLScene под Lazarus]
• [glscene.sourceforge.net/site/Gallery Галерея] — сборник «больших» демонстрационных программ, показывающих возможности GLScene
• [bshine.ru/publ/1 Уроки по GLScene] — Уроки по GLScene для новичков (установка, объекты, координаты, управление сценой)

Отрывок, характеризующий GLScene

Борис остановился посереди комнаты, оглянулся, смахнул рукой соринки с рукава мундира и подошел к зеркалу, рассматривая свое красивое лицо. Наташа, притихнув, выглядывала из своей засады, ожидая, что он будет делать. Он постоял несколько времени перед зеркалом, улыбнулся и пошел к выходной двери. Наташа хотела его окликнуть, но потом раздумала. «Пускай ищет», сказала она себе. Только что Борис вышел, как из другой двери вышла раскрасневшаяся Соня, сквозь слезы что то злобно шепчущая. Наташа удержалась от своего первого движения выбежать к ней и осталась в своей засаде, как под шапкой невидимкой, высматривая, что делалось на свете. Она испытывала особое новое наслаждение. Соня шептала что то и оглядывалась на дверь гостиной. Из двери вышел Николай.
– Соня! Что с тобой? Можно ли это? – сказал Николай, подбегая к ней.
– Ничего, ничего, оставьте меня! – Соня зарыдала.
– Нет, я знаю что.
– Ну знаете, и прекрасно, и подите к ней.
– Соооня! Одно слово! Можно ли так мучить меня и себя из за фантазии? – говорил Николай, взяв ее за руку.
Соня не вырывала у него руки и перестала плакать.
Наташа, не шевелясь и не дыша, блестящими главами смотрела из своей засады. «Что теперь будет»? думала она.
– Соня! Мне весь мир не нужен! Ты одна для меня всё, – говорил Николай. – Я докажу тебе.
– Я не люблю, когда ты так говоришь.
– Ну не буду, ну прости, Соня! – Он притянул ее к себе и поцеловал.
«Ах, как хорошо!» подумала Наташа, и когда Соня с Николаем вышли из комнаты, она пошла за ними и вызвала к себе Бориса.
– Борис, подите сюда, – сказала она с значительным и хитрым видом. – Мне нужно сказать вам одну вещь. Сюда, сюда, – сказала она и привела его в цветочную на то место между кадок, где она была спрятана. Борис, улыбаясь, шел за нею.
– Какая же это одна вещь ? – спросил он.
Она смутилась, оглянулась вокруг себя и, увидев брошенную на кадке свою куклу, взяла ее в руки.
– Поцелуйте куклу, – сказала она.
Борис внимательным, ласковым взглядом смотрел в ее оживленное лицо и ничего не отвечал.
– Не хотите? Ну, так подите сюда, – сказала она и глубже ушла в цветы и бросила куклу. – Ближе, ближе! – шептала она. Она поймала руками офицера за обшлага, и в покрасневшем лице ее видны были торжественность и страх.
– А меня хотите поцеловать? – прошептала она чуть слышно, исподлобья глядя на него, улыбаясь и чуть не плача от волненья.
Борис покраснел.
– Какая вы смешная! – проговорил он, нагибаясь к ней, еще более краснея, но ничего не предпринимая и выжидая.
Она вдруг вскочила на кадку, так что стала выше его, обняла его обеими руками, так что тонкие голые ручки согнулись выше его шеи и, откинув движением головы волосы назад, поцеловала его в самые губы.
Она проскользнула между горшками на другую сторону цветов и, опустив голову, остановилась.
– Наташа, – сказал он, – вы знаете, что я люблю вас, но…
– Вы влюблены в меня? – перебила его Наташа.
– Да, влюблен, но, пожалуйста, не будем делать того, что сейчас… Еще четыре года… Тогда я буду просить вашей руки.
Наташа подумала.
– Тринадцать, четырнадцать, пятнадцать, шестнадцать… – сказала она, считая по тоненьким пальчикам. – Хорошо! Так кончено?
И улыбка радости и успокоения осветила ее оживленное лицо.
– Кончено! – сказал Борис.
– Навсегда? – сказала девочка. – До самой смерти?
И, взяв его под руку, она с счастливым лицом тихо пошла с ним рядом в диванную.


Графиня так устала от визитов, что не велела принимать больше никого, и швейцару приказано было только звать непременно кушать всех, кто будет еще приезжать с поздравлениями. Графине хотелось с глазу на глаз поговорить с другом своего детства, княгиней Анной Михайловной, которую она не видала хорошенько с ее приезда из Петербурга. Анна Михайловна, с своим исплаканным и приятным лицом, подвинулась ближе к креслу графини.
– С тобой я буду совершенно откровенна, – сказала Анна Михайловна. – Уж мало нас осталось, старых друзей! От этого я так и дорожу твоею дружбой.
Анна Михайловна посмотрела на Веру и остановилась. Графиня пожала руку своему другу.
– Вера, – сказала графиня, обращаясь к старшей дочери, очевидно, нелюбимой. – Как у вас ни на что понятия нет? Разве ты не чувствуешь, что ты здесь лишняя? Поди к сестрам, или…
Красивая Вера презрительно улыбнулась, видимо не чувствуя ни малейшего оскорбления.
– Ежели бы вы мне сказали давно, маменька, я бы тотчас ушла, – сказала она, и пошла в свою комнату.
Но, проходя мимо диванной, она заметила, что в ней у двух окошек симметрично сидели две пары. Она остановилась и презрительно улыбнулась. Соня сидела близко подле Николая, который переписывал ей стихи, в первый раз сочиненные им. Борис с Наташей сидели у другого окна и замолчали, когда вошла Вера. Соня и Наташа с виноватыми и счастливыми лицами взглянули на Веру.
Весело и трогательно было смотреть на этих влюбленных девочек, но вид их, очевидно, не возбуждал в Вере приятного чувства.
– Сколько раз я вас просила, – сказала она, – не брать моих вещей, у вас есть своя комната.
Она взяла от Николая чернильницу.
– Сейчас, сейчас, – сказал он, мокая перо.
– Вы всё умеете делать не во время, – сказала Вера. – То прибежали в гостиную, так что всем совестно сделалось за вас.
Несмотря на то, или именно потому, что сказанное ею было совершенно справедливо, никто ей не отвечал, и все четверо только переглядывались между собой. Она медлила в комнате с чернильницей в руке.
– И какие могут быть в ваши года секреты между Наташей и Борисом и между вами, – всё одни глупости!
– Ну, что тебе за дело, Вера? – тихеньким голоском, заступнически проговорила Наташа.
Она, видимо, была ко всем еще более, чем всегда, в этот день добра и ласкова.
– Очень глупо, – сказала Вера, – мне совестно за вас. Что за секреты?…
– У каждого свои секреты. Мы тебя с Бергом не трогаем, – сказала Наташа разгорячаясь.
– Я думаю, не трогаете, – сказала Вера, – потому что в моих поступках никогда ничего не может быть дурного. А вот я маменьке скажу, как ты с Борисом обходишься.
– Наталья Ильинишна очень хорошо со мной обходится, – сказал Борис. – Я не могу жаловаться, – сказал он.
– Оставьте, Борис, вы такой дипломат (слово дипломат было в большом ходу у детей в том особом значении, какое они придавали этому слову); даже скучно, – сказала Наташа оскорбленным, дрожащим голосом. – За что она ко мне пристает? Ты этого никогда не поймешь, – сказала она, обращаясь к Вере, – потому что ты никогда никого не любила; у тебя сердца нет, ты только madame de Genlis [мадам Жанлис] (это прозвище, считавшееся очень обидным, было дано Вере Николаем), и твое первое удовольствие – делать неприятности другим. Ты кокетничай с Бергом, сколько хочешь, – проговорила она скоро.
– Да уж я верно не стану перед гостями бегать за молодым человеком…
– Ну, добилась своего, – вмешался Николай, – наговорила всем неприятностей, расстроила всех. Пойдемте в детскую.
Все четверо, как спугнутая стая птиц, поднялись и пошли из комнаты.
– Мне наговорили неприятностей, а я никому ничего, – сказала Вера.
– Madame de Genlis! Madame de Genlis! – проговорили смеющиеся голоса из за двери.
Красивая Вера, производившая на всех такое раздражающее, неприятное действие, улыбнулась и видимо не затронутая тем, что ей было сказано, подошла к зеркалу и оправила шарф и прическу. Глядя на свое красивое лицо, она стала, повидимому, еще холоднее и спокойнее.

В гостиной продолжался разговор.
– Ah! chere, – говорила графиня, – и в моей жизни tout n'est pas rose. Разве я не вижу, что du train, que nous allons, [не всё розы. – при нашем образе жизни,] нашего состояния нам не надолго! И всё это клуб, и его доброта. В деревне мы живем, разве мы отдыхаем? Театры, охоты и Бог знает что. Да что обо мне говорить! Ну, как же ты это всё устроила? Я часто на тебя удивляюсь, Annette, как это ты, в свои годы, скачешь в повозке одна, в Москву, в Петербург, ко всем министрам, ко всей знати, со всеми умеешь обойтись, удивляюсь! Ну, как же это устроилось? Вот я ничего этого не умею.
– Ах, душа моя! – отвечала княгиня Анна Михайловна. – Не дай Бог тебе узнать, как тяжело остаться вдовой без подпоры и с сыном, которого любишь до обожания. Всему научишься, – продолжала она с некоторою гордостью. – Процесс мой меня научил. Ежели мне нужно видеть кого нибудь из этих тузов, я пишу записку: «princesse une telle [княгиня такая то] желает видеть такого то» и еду сама на извозчике хоть два, хоть три раза, хоть четыре, до тех пор, пока не добьюсь того, что мне надо. Мне всё равно, что бы обо мне ни думали.