Corso di Programmazione Graficaper il Tempo Reale
Display list e picking
Daniele Marini
Disegnare e cancellare
• Il problema più complesso nel disegno
interattivo è cancellare
• Tenere memoria di quanto disegnato
• Due soluzioni:
– Display list
– Hit list
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Display list
• Separare la costruzione del disegno
dalle istruzioni per eseguirlo a monitor
• Il display processor all’origine
conteneva una lista di istruzioni
elementari per tracciare linee
• In un’architettura client-sever la
display list consente di sgravare il client
dal compito di disegnare, affidato al
server grafico
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Due modalità di esecuzione
• Immediate mode appena il
programma esegue una istruzione che
definisce una primitiva, essa viene
inviata al server grafico per disegno
immediato
• Retained mode la descrizione della
primitiva viene inviata e memorizzata
nella display list, ma verrà tracciata
solo al momento voluto
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Funzioni fondamentali
• La display list viene trattata come le altre
primitive:
glNewList(BOX, GL_COMPILE);
glBegin(GL_POLYGON);
glColor3f(1.0,0.0,0.0);
glVertex2f(-1.0,-1.0);
glVertex2f(1.0,-1.0);
glVertex2f(-1.0,1.0);
glVertex2f(-1.0,1.0);
glEnd();
glEndList();
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Flag
• Il flag GL_COMPILE indica al sistema di spedire
la lista al server ma di non disegnarne il
contenuto, retained mode
• Immediate mode: GL_COMPILE_AND_EXECUTE
• Quando si desidera tracciare il disegno si
chiama la funzione glCallList(BOX)
• Se si desiderano gestire più liste si può
generarne il numero in modo automatico:
glGenLists(number)
• Per eseguire tutte le display list:
glCallLists()
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Picking
• Selezionare un elemento grafico sul monitor
• In origine, con le light pen l’esistenza della
display list permetteva di risalire all’oggetto
puntato rilevando l’istante di tempo durante
il ridisegno della scena in cui il segnale di
interrupt della light pen veniva rilevato,
mettendolo in corrispondenza con il
contenuto della display list
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Oggi?
• Nei sistemi attuali la primitiva grafica
ha subito numerose operazioni prima
di venire convertita in pixel
• Per risalire all’oggetto cui il pixel
appartiene ci sono varie soluzioni:
– Boundig box (allineate agli assi)
– Back buffer
– Selection
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Bounding box
• Chiamati anche extents
• È il più piccolo rettangolo che contiene
l’oggetto
• Mettere in relazione il rettangolo nello spazio
immagine con il rettangolo nello spazio
mondo di cui è la proiezione
• Occorre mantenere una struttura dati in
memoria che associa extents con oggetti
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Back buffer
• Usando il double buffering si mantengono
due buffer: il front buffer contiene il disegno
visualizzato, nel back buffer si ridisegna la
scena per il picking e si interroga:
– Si disegna un oggetto nel back buffer con un
colore di picking
– Si rileva la posizione del mouse sul piano
immagine
– Si legge il contenuto di colore del back buffer
con glReadPixels()
– Si cerca in una tavola di colori di picking
l’oggetto con il colore letto
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Selection
• In OGL è difficile ripercorre all’indietro
la pipeline di rendering per identificare
l’oggetto che si desidera individuare
• È perciò disponibile una modalità di
rendering chiamata selection mode
• Questo richiede un extra rendering
ogni volta che eseguiamo il picking
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Volume di clipping
• OGL permette di conservare informazione
su un volume di clipping specifico di ciascun
oggetto, diverso dal volume di clipping
complessivo
• La funzione glRenderMode offre tre opzioni:
– GL_RENDER, rendering normale nel color buffer
– GL_SELECT, modalità di selezione
– GL_FEEDBACK, per ottenere una lista degli
oggetti renderizzati
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Selezione
• Quando si entra in modalità selection
e si renderizza una scena ogni primitiva
che entra nel volume di clipping
genera un messaggio di hit che è
memorizzato in un buffer chiamato
name stack
• Per identificare un array contenente il
dato selezionato si usa la funzione
glSelectBuffer
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Name stack
• Per la gestione del name stack ci sono le
funzioni:
– glSelectBuffer per specificare l’array in cui
raccogliere i dati
– glInitNames per inizializzare il nome dello stack
– glPushName e glPopoName per inserire e
togliere nomi nello stack
– glLoadName per cambiare il nome
dell’elemento che si trova in cima allo stack
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Gestione
• Prima di rendere un oggetto si carica il suo
nome nel name stack
• Lo stack va inizializzato con:
– glInitNames(); glPushName(0);
• La modalità di selezione viene modificata
nella callback del mouse
• Quando si ritorna al modo di rendering la
glRenderMode restituisce il numero di hit
che sono stati processati e si esamina la hit
list
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Gestione
• Se vogliamo selezionare gli oggetti in
una regione occorre ridefinire una
finestra di clipping entro la quale
ridisegnare gli oggetti selezionati
• Nella mouse callback si modifica
anche il volume di clipping per
ottenere gli hit nella regione
considerata
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Esempio
• La funzione
gluPickMatrix(x,y,w,h,*vp) permette
di creare una nuova matrice di
proiezione centrata in x,y di ampiezza
w,h relativa alla viewport vp
• I parametri sono restituiti dalla
callback mouse quando indichiamo la
posizione del cursore sul monitor
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Mouse callback
#define N 2 /*area sensibile attorno al cursore
void mouse(int button, int state, in x, int y);
{ Gluint nameBuffer[SIZE];
Glint hits;
Glint viewport[4];
if (button==GLUT_LEFT_BUTTON && state==GLUT_DOWN)
{
glInitNames();
glPushNames(0);
glSelectBuffer(SIZE,nameBuffer);
glGetInteger(GL_VIEWPORT, viewport);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glPushMatrix();
glLoadIdentity();
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/*area di selezione NxN attorno al cursore, flipping della y
gluPickMatrix((Gldouble)x,(Gldouble)(viewport[3]-y,
N,N,viewport);
gluOrtho2D(xmin,xmax,ymin,ymax) /*window di clipping della
reshape
draw_objects(GL_SELECT);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
/*recupera la matrice di vista
glPopMatrix();
glFlush();
/*ritorna al rendering normale con gli hits
hits=glRenderMode(GL_RENDER);
process_hits(hits, nameBuffer);
glutPostRedisplay();
}
}
void display();
{ glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
draw_objects(GL_RENDER);
glFLush();
}
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