In cadrul acestui capitol sunt descrise modul de implementare si tehnicile folosite pentru realizarea aplicatiei, modul de configurare al mediului de programare, modul de configurare al sistemului pentru ca aplicatia sa ruleze in conditii optime. Se specifica de asemenea, bibliotecile de functii utilizate.

Configurarea mediului de programare

      Aplicatia a fost realizata utilizind Microsoft Visual C++ 5.0. Pentru lucrul cu grafica 3D, bibliotecile OpenGL si GLUT, este necesara o configurare deosebita a mediului de programare (mai ales a compilatoruli si editorului de legaturi - "link-editor").
      Desi biblioteca OpenGL este inclusa in MS VC++ acesta nu dispune de un model de proiect predefinit pentu a lucra cu aceasta biblioteca impreuna cu GLUT. Pentru aceasta poate folosit un template predefinit care creaza o aplicatie de tip consola sub Windows 95 ("Win32 Console Application").

Configurarea sistemului

      De cele mai multe ori sistemul de operare (Windows 95) nu este configurat astfel incit sa foloseasca OpenGL. Pentru a rula corect aplicatia trebuie sa aiba instalat in directorul Windows/System librariile dinamice opengl32.dll, glu32.dll si glut32.dll. Deci aceste fisiere trebuie sa se afle in directorul specificat pentru a putea fi utilizate de catre aplicatie.
Observatie:Instalarea acestor fisiere se poate face automat, la instalarea aplicatiei pe sistem, prin intermediul programului de instalare, fara ca utilizatorul sa intervina. Totusi exista posibilitatea ca utilizatorul sa nu instaleze aceste fisiere in cazul in care ele exista pe sistem deoarece exita posibiltatea afectarii functionarii altor programe care utilizeaza aceste librarii. In acest caz aplicatia va folosi librariile existente.

Implemenatarea aplicatiei - functii principale

      In acest paragraf este descris modul de implementare al functiilor mai importante ale aplicatiei. Sunt explicate mai ales functiile care utilizeaza apelul functiiolr OpenGL si GLUT.

Functia main(int argc,char** argv)

      Este functia principala (main) a aplicatiei, principalele operatii realizate de aceasta functie sunt:

• initializarea GLUT, 1. glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE); 2. glutInitWindowSize(400, 400); 3. glutInitWindowPosition(0,0); 4. glutInit(&argc, argv); Linia 1: are ca efect setarea modului de lucru pentru GLUT si OpenGL, indicind utilizarea formatului RGB pentru afisarea scenei, initializarea bufferului de adincime (depth buffer), si utilizare buffer-ari duble pentru afisarea cadrelor animatiei (frame-urilor). Utilizarea un mod SINGLE BUFFER (GLUT_SINGLE) duce la o animatie de proasta calitate (imaginea are un efect accentuat de palpaire - fliker).
  Linia 2: fixeaza dimensiunea ferestrei utilizate pentru afisarea scenei (render window).
  Linia 3: stabileste pozitia ferestrei in coordonatele 0,0 ale display-ului.
  Linia 4: activeaza functiile GLUT. Inaite de aceasta functie nu pot fi folosite decit cele trei functii din liniile 1, 2, 3, orice alta functie GLUT fiind disponibila numai dupa apelarea functiei glutInit(...).
• stabilirea functiilor care vor fi apelate prin intermediul GLUT pentru a gestiona afisarea, evenimentele de la mouse si tastatura, functiile folosite la animatie etc.
• citirea, prelucrarea imaginii folosite pentru textura care va fi aplicata pe obiect.
• initializarea si afisarea ferestrelor de control, prin interemdiul carora utilizatorul poate sa specifice parametrii transformarilor sau a altor operatiuni.

Modul de selectie al operatiilor. Variabile globale

      Selectarea operatiilor si a modului de efectuare a acestora se face prin intermediul unor flaguri (variabile booleene sau intregi) care sunt setate fie prin intermediul interfetei, fie prin intermediul comenzilor date de la tastatura. Manipularea acestor flaguri este facuta in functiile de tratare a meniului si tastaturii care sunt atasate ferestrei principale a aplicatiei (fereastra scenei).

      Pe linga aceste flaguri mai exista un numar de variabile globale care cotroleaza diferiti parametri, mai ales in animatie, cum ar fi viteza animatiei, pozitia curenta a obiectului in scena, pozitia observatorului, pozitia surselor de lumina, etc. Aceste variabile sunt fie valori numerice fie vectori care descriu anumite operatii (rotatie, translatie, scalare).

Functiile pentru afisarea scenei

      Functiile pentru afisarea componentelor scenei sunt:

• drawmodel() realizeaza citirea si trasarea modelului in scena
• drawfloor() realizeaza trasarea "podelei"
• drawaxes() asigura trasarea axelor de coordonate atit pentru scena cit si pentru model
• drawlights() afisarea pozitiei si directiei luminilor

      Aceste patru functii sunt apelate din functiile principale de trasare, in care pe linga apelul functiilor de trasare sunt utilizate si functii standard OpenGL pentru stabilirea modului de trasare, activarea si dezactivarea unor elemente ale scenei, operatiile cu stiva de apel a OpenGL, etc.
      Functiile principale de trasare sunt:

• screen_reshape(...) este functia care realizeaza trasarea elementelor scenei, zona in care actioneaza aceasta functie este fereastra principala de trasare. Aceasta functie trebuie sa fie in prealabil declarata ca fiind functie folosita de GLUT pentru trasarea scenei de obiecte intr-o fereastra GLUT.
• screen_display() este tot functie de trasare dar care nu realizeaza o modificare a parametrilor mediului fiind raspunzatoare de reafisarea obiectelor care isi modifica pozitia de la un cadru la altul in timpul animatiei sau cind utilizatorul da unele comenzi de modificare a geometriei scenei. Este utilizata deoarece ofera posibilitatea de reafisare mai rapida a elemntelor scenei fara a mai modifica si parametrii de control.
• world_reshape(...) este functia care asigura trasarea elementelor scenei in fereastra "World", fereastra in care sunt afisate toate elementele care compun scena (inclusiv pozitia observatorului). Aceasta functie face o scalare uniforma a obiectului si aplica unele transformari pentru modificarea pozitiei acestuia. Restul componentelor scenei sun afisate fie prin trasarea lor directa in functie fie prin apelul functiilor specializate amintite mai sus (draw...).
• world_display() este functie similara cu screen_display() realizind acxeleasi functii insa pentru fereastra "World".
• reshape_all() functie care realizeaza apelul pentru functiile enumerate mai sus in functie de ferestrele vizibile la un moment dat, deoarece fereastra "World" poate sa fie inchisa si deschisa in functie de dorintele utilizatorului.

Functiile de control a meniului

      In aplicatie exista doua functii de control al meniurilor. Aceste functii efectueaza comenzile care sunt date de utilizator prin intermediul meniurilor atasate celor doua ferestre in care se face trasare de elemente grafice. Aceste functii trebuie sa fie declarate ca functii utilizate de GLUT pentru tratarea evenimentelor legate de meniuri.

• screen_menu(...) asigura procesarea comenzilor pentru meniul atasat ferestrei principale.
• world_menu(...) realizeaza acelasi lucru ca si functie precedenta, numai pentru fereastra "World".

Obs: Selectia comenzii care a fost data din meniu este facuta prin interemediul unei variabile transmise de GLUT. Evenimentele legate de meniu (afisare, generare eveniment pentru selectie etc.) sunt gestionate de GLUT.

Functiile de control a tastaturii si mouse-ului

      Controlul tastaturii este realizat numai pentru fereastra principala de trasare. La fel ca si functiile de control al meniurilor aceste functii au doar rolul de tratare a evenimentelor care sunt generate automat de GLUT.

• main_keyboard(...) functia care controleaza apasarea tastelor "standard"
• screen_key(...) la fel ca si main_keyboard() dar controleaza apasarea tastelor functionale si a tastelor sageti. Tastele sageti sunt utilizate pentru aplicarea unor operatii de rotatie, translatie si scalare asupra modelului.
• mouse(...) functie care asigura prelucrarea evenimentelor generate de apasarea butoanelor de la mouse.
• motion(...) controleaza evenimentele generate de miscaraea cursorului de mouse in fereastra principala de trasare.

Functiile utilizate la realizarea animatiei

      In aplicatie sunt realizate trei tipuri de animatie: animatia modelului, animatia camerei si deformare. Aceste trei tipuri de animatie pot fi combinate rezultind pe ansamblu o miscare destul de complexa a scenei. Datorita faptului ca aplicatia nu utilizeaza accelerarea hardware pentru afisare animatia este nerealista char daca nu a fost realizata prin utilizarea unor functii de interpolare foarte complexe. S-a utilizat numai acccelerare soft deoarece nu toate adaptoarele grafice existente in PC-uri dispun de o implementare hardware, cel putin minimala, a setului de functii OpenGL sau nu dispun de drivere adecvate pentru utilizarea OpenGL.
      Animatia modelului si a camerei este realizata relativ simplu prin aplicarea unor operatii de rotatie si translatie asupra modelului, respectiv asupra pozitiei observatorului.

• my_GlutIdle() este o functie care realizeaza apelul functiilor de calcul a urmatorului cadru in timp ce se face afisarea cadrului curent. Este o functie specifica GLUT fiind apelata ori de cite ori se face afisare. Biblioteca GLUT asigura apelul acestei functii independent de aplicatie sau de apelurile date de utilizator. Pentru a se putea utiliza aceasta functie este necesara declarararea ei ca functie care supraincarca functia corespunzatoare din libraria GLUT.
• frame_obiect() este functia care aplica operatiile de transformare asupra obiectuli. Aceste transformari sunt memorate in matrici in care se memoreaza parametrii operatiilor de rotatie sau translatie care se aplica asupra obiectului numai la afisare.
• frame_camera() realizeaza calculul pozitiei observatorului pentru urmatorul cadru (frame).

Functiile frame... sunt apelate de catre functia myGlutIdle() pentru fixarea valorilor utilizate la afisarea urmatorului cadru.

Animatia prin deformare

      Functiile utilizate la realizarea deformarii obiectului se gasesc in fiserul "deform.cpp".

Functia principala de deformare este functia deform(GLMgroup*, GLflot step) care realizeaza umatoarele:
- primeste ca si parametri un pointer la structura de date a modelulului grafic si pasul cu care va face deformarea;
- prin intermediul functiei glmFindGroup(...) identifica grupul de puncte care formeaza "felia";
- pentru fiecare punct din grup seteaza flagul care indica ca a fost modificat la FALSE;
- translateaza fiecare punct al grupului pe fiecare axa cu valoarea data de pasul de deformare, simultan setind flagul de modificare la TRUE;
      Aceasta functie este apelata de functia frame_deform() din programul principal in care pasul de deformare este calculat dinamic astfel incit animatia sa ruleze intr-un ciclu.
      Efectul care rezulta este departarea si apropierea "feliei" de para.