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OCaml et la 3D : CamlGL & LablGL

Alp Mestan — Wed, 29 Apr 2009 15:50:35 +0000

Bonsoir,

Comme demandé récemment par l'un des membres, il est tout à fait possible de faire de la 3D avec OpenGL en OCaml. Il y a principalement 2 bindings.

Exemple d'utilisation de GlCaml

Inutile de commencer à donner un cours sur OpenGL, la plupart d'entre vous connaissant déjà, qui plus est il y a tout le nécessaire pour OpenGL en C & C++. Ces deux bibliothèques OCaml ne sont que des bindings, c'est à dire qu'elles appellent les fonctions C classiques en interfaçant par le biais de fonctions OCaml.

Juste pour vous donner une idée, voici un extrait du code correspondant au screenshot ci-dessus. Il s'agissait ici de montrer que ça existe, à quoi ça ressemble et où trouver le nécessaire pour s'y mettre.

^?View Code OCAML

let draw_gl_scene () =
    glClear  (gl_color_buffer_bit lor gl_depth_buffer_bit) ;		 (* Clear The Screen And The Depth Buffer *)
    glLoadIdentity  () ;				 (* Reset The View*)
 
    glTranslatef 0.0 0.0 !z ;                   (* move z units out from the screen. *)
 
    glRotatef !xrot 1.0 0.0 0.0 ;		 (* Rotate On The X Axis *)
    glRotatef !yrot 0.0 1.0 0.0 ;		 (* Rotate On The Y Axis *)
 
    glBindTexture gl_texture_2d  texture.(!filter) ;    (* choose the texture to use. *)
 
    glBegin gl_quads ;		                 (* begin drawing a cube *)
 
     (* Front Face  note that the texture's corners have to match the quad's corners  *)
    glNormal3f  0.0  0.0  1.0 ;                               (* front face points out of the screen on z. *)
    glTexCoord2f 0.0  0.0 ; glVertex3f (-.1.0)  (-.1.0)   1.0 ;	 (* Bottom Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  0.0 ; glVertex3f  1.0  (-.1.0)   1.0 ;	 (* Bottom Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  1.0 ; glVertex3f  1.0   1.0   1.0 ;	 (* Top Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  1.0 ; glVertex3f (-.1.0)   1.0   1.0 ;	 (* Top Left Of The Texture and Quad *)
 
     (* Back Face *)
    glNormal3f  0.0  0.0 (-.1.0) ;                               (* back face points into the screen on z. *)
    glTexCoord2f 1.0  0.0 ; glVertex3f (-.1.0)  (-.1.0)  (-.1.0) ;	 (* Bottom Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  1.0 ; glVertex3f (-.1.0)   1.0  (-.1.0) ;	 (* Top Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  1.0 ; glVertex3f  1.0   1.0  (-.1.0) ;	 (* Top Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  0.0 ; glVertex3f  1.0  (-.1.0)  (-.1.0) ;	 (* Bottom Left Of The Texture and Quad *)
 
     (* Top Face *)
    glNormal3f  0.0  1.0  0.0 ;                               (* top face points up on y. *)
    glTexCoord2f 0.0  1.0 ; glVertex3f (-.1.0)   1.0  (-.1.0) ;	 (* Top Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  0.0 ; glVertex3f (-.1.0)   1.0   1.0 ;	 (* Bottom Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  0.0 ; glVertex3f  1.0   1.0   1.0 ;	 (* Bottom Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  1.0 ; glVertex3f  1.0   1.0  (-.1.0) ;	 (* Top Right Of The Texture and Quad *)
 
     (* Bottom Face   *)     
    glNormal3f  0.0  (-.1.0)  0.0 ;                              (* bottom face points down on y.  *)
    glTexCoord2f 1.0  1.0 ; glVertex3f (-.1.0)  (-.1.0)  (-.1.0) ;	 (* Top Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  1.0 ; glVertex3f  1.0  (-.1.0)  (-.1.0) ;	 (* Top Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  0.0 ; glVertex3f  1.0  (-.1.0)   1.0 ;	 (* Bottom Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  0.0 ; glVertex3f (-.1.0)  (-.1.0)   1.0 ;	 (* Bottom Right Of The Texture and Quad *)
 
     (* Right face *)
    glNormal3f  1.0  0.0  0.0 ;                               (* right face points right on x. *)
    glTexCoord2f 1.0  0.0 ; glVertex3f  1.0  (-.1.0)  (-.1.0) ;	 (* Bottom Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  1.0 ; glVertex3f  1.0   1.0  (-.1.0) ;	 (* Top Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  1.0 ; glVertex3f  1.0   1.0   1.0 ;	 (* Top Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  0.0 ; glVertex3f  1.0  (-.1.0)   1.0 ;	 (* Bottom Left Of The Texture and Quad *)
 
     (* Left Face *)
    glNormal3f (-.1.0)  0.0  0.0 ;                               (* left face points left on x. *)
    glTexCoord2f 0.0  0.0 ; glVertex3f (-.1.0)  (-.1.0)  (-.1.0) ;	 (* Bottom Left Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  0.0 ; glVertex3f (-.1.0)  (-.1.0)   1.0 ;	 (* Bottom Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 1.0  1.0 ; glVertex3f (-.1.0)   1.0   1.0 ;	 (* Top Right Of The Texture and Quad *)
    glTexCoord2f 0.0  1.0 ; glVertex3f (-.1.0)   1.0  (-.1.0) ;	 (* Top Left Of The Texture and Quad *)
 
    glEnd  ();                                     (* done with the polygon. *)
 
    xrot := !xrot +. !xspeed;		                 (* X Axis Rotation	 *)
    yrot := !yrot +. !yspeed		                 (* Y Axis Rotation *)

PS : aucun des deux ne semble être encore maintenu, toutefois GlCaml prend en charge les versions d'OpenGL jusqu'à 2.1 + extensions ARB et spécifiques aux vendeurs. GlCaml embarque un binding minimal de la SDL, moins complet que OCamlSDL que j'ai présenté dans un post précédent.

Les sujets en rapport avec OCaml qui vous intéresseraient

Alp Mestan — Sun, 26 Apr 2009 18:18:18 +0000

Salut,

Étant tombé amoureux du langage OCaml, et comptant propulser cette activité de blog sur Coder-Studio, j'aimerais savoir ce que vous, amateur du langage OCaml, de la programmation fonctionnelle en général ou tout simplement curieux, vous souhaiteriez lire en rapport avec OCaml sur notre site préféré

Alors ?
Quelques grandes lignes qui pourraient intéresser :
- OCaml et les maths (comme mon billet précédent)
- OCaml et les GUIs
- OCaml et le multimédia (OCamlSDL, OCaml/OpenGL, ...)
- OCaml et la conception de compilateurs/interpréteurs (lexing, parsing, etc)
- ...

Merci de donner votre avis !

Introduction des RAII en OpenGL

twxs — Sun, 03 Oct 2004 17:07:45 +0000

Ce tutoriel introduit l'utilisation des RAII (Ressource Aquisition Is Initialisation) en OpenGL. Un point clef en opengl est de conserver la "machine à états" propre. L'utilisation de RAII va permettre de faciliter cette gestion et également de clarifier le code.

Prenons un exemple:

^?View Code C

glEnable(flag);
....
glDisable(flag);

C'est ici l'utilisation normale d'opengl. Rien de compliqué mais c'est exactement ce qu'on veut éviter pour ne pas alourdir le code...

Un premier pas vers le RAII

^?View Code C

struct Enable{
   Enable(GLenum flag){
      glEnable(flag);
   }
 
   ~Enable() {
      glDisable(flag);
   }
};

Puis on l'utilise dans un bloc, comme suit :

^?View Code C

{
   Enable active(flag);
   ...
}

Comme on peut le voir ici, Le principe est très simple : Lors de la création de l'instance de la structure Enable, on execute via le constructeur la commande opengl glEnable(). Lorsque l'on sort de la zone de portée de cette instance (ici, le bloc {}), elle est détruite. Il y a donc appel du destructeur dans lequel on a placé la commande glDisable().

Conservation et propreté

Cette première version fonctionne, mais imaginons qu'avant le bloc le flag soit deja activé : à la sortie il sera desactivé. Pour s'assurer de la récuperation d'un contexte identique, nous devons modifier notre classe pour mémoriser l'etat courant avant sa modification.

On procède de cette manière :

^?View Code C

struct Enable {
 
   GLboolean state;
   Enable(GLenum flag) {
      state = glIsEnable(flag);
      // State contient l'état actuel du flag
      // Si le flag est deja activé il n'est pas necessaire de le réactiver
      if(!state)
         glEnable(flag);
   }
 
   ~Enable() {
      // Si le flag était désactivé à la création de la classe on le désactive à nouveau
      if(!state)
         glDisable(flag);
   }
};

Ici nous sommes : L'utilisation de l'objet conserve le contexte opengl.

Cas d'usage : factorisation du code à l'aide des templates

Prenons le cas suivant :

^?View Code C

{
   Enable lighting(GL_LIGHTING);
   Enable light0(GL_LIGHT0);
   Enable depth(GL_DEPTH_TEST);
 
   // ...code
}

Supposons que ces trois appels reviennnent régulierement : l'héritage multiple devrait nous permettre de factoriser ce code en regroupant le tout en une seule et même classe. Mais le probleme ici, c'est que nous avons une unique classe pour tous les états. Comme nous ne pouvons pas heriter plusiseurs fois de la même classe, il va falloir trouver une autre solution.

Et celle qui s'y prête le mieux reste l'utilisation de templates :

^?View Code C

template struct Enable {
   GLboolean state;
   Enable() { //plus de paramètre au constructeur
      state = glIsEnable(Flag);
      // state contiend l'etat actuel du flag
      // si le flag est deja active il 'est pas necessaire de le reactiver
 
      if(!state)
          glEnable(Flag);
   }
 
   ~Enable() {
      if(!state)
      glDisable(Flag);
   }
};

En "templetant" la classe Enable, nous obtenons une classe différente pour chaque paramètre du template, et donc pour chaque flag.

Au niveau de l'utilisation,

^?View Code C

Enable depth(GL_DEPTH_TEST);

deviendra :

^?View Code C

Enable depth;

Mais surtout, ceci va nous permettre de factoriser des états.
Reprenons les trois appels redondant de notre programme :

^?View Code C

Enable lighting;
Enable light0;
Enable depth;

En templatant, on peut créer une structure héritant de chaque classe :

^?View Code C

struct MonContext :
   Enable ,
   Enable ,
   Enable
{
};

Nous obtenons une structure ayant les propriétés de 3 classes parents. Et surtout, à la creation de l'objet les 3 constructeurs des parents seront appelés, et réciproquement à la destruction.
On peut donc se contenter de ceci :

^?View Code C

{
   MonContext ctx_light;
}

Conclusion

Voilà pour l'utilisation des RAII : Rien de très complexe dans la théorie ou dans la pratique. C'est par contre un puissant outil qui devrait rapidement devenir indispensable à la clarté de tout programme conséquent.
Un grand merci à Twxs pour ce tuto !

Cet article provient du tutorial publié par Twxs le 03/10/2004 sur l'ancien site de Coder-Studio.