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1 ' & VR CompleXcope $ % { {6 1) kage@tokitheorynifsacjp 2) sato@tokitheorynifsacjp

2 CompleXcope Programming Guide, Ver 1, by A Kageyama and T Sato, August 1998

3 1 CompleXcope 5 11 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5 12 CompleXcope : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5 13 CompleXcope : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 6 14 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 7 2 OpenGL 9 21 OpenGL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9 22 Web : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : OpenGL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : OpenGL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : OpenGL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : OpenGL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : aux : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : glu library : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ( ) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : aux library : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ( ) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ( ) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ( ) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ( ) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 57 3

4 4 232 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 60 3 CAVE CompleXcope : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : CAVE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : CAVE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Conguration File : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : CompleXcope : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : CAVE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ( ) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : CompleXcope : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 94 A CAVE 95 B OpenGL 97 C C (diff f c) 101 C1 C : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 101 C2 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 102 C3 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 103 C4 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 103 C5 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 104 C6 if : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 104 C7 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 104 C8 for : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 106 C9 while : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 106 C10 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 107 C11 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 108 C12 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 110 D 113 D1 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 113 D2 x2texture : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 113

5 1 CompleXcope 11 ( ) AVS (VR) VR VR VR (Head Mounted Display, HMD) (Univ Illinois, Chicago) Electronic Visualization Laboratory (EVL) 1 CAVE VR VR 1996 ( ) CAVE CAVE 1997 CAVE VR (complex) CompleXcope 12 CompleXcope CompleXcope 10 ( ) ( 1 5

6 6 CompleXcope ) CompleXcope CAVE ( ) ( ) ( ) ( ) cm CompleXcope CompleXcope CAVE CompleXcope 13 CompleXcope CAVE CAVE EVL CAVE UNIX VR CompleXcope CAVE 1 2 ( ) 3 ( ) 4 CompleXcope OpenGL 2 OpenGL CompleXcope OpenGL CAVE OpenGL CAVE CompleXcope 2 Iris GL Open Inventor, Iris Performer

7 OpenGL CAVE CompleXcope \ " 14 CompleXcope CompleXcope OpenGL CG CompleXcope OpenGL OpenGL CG CompleXcope OpenGL ( ) OpenGL CG CompleXcope \ OpenGL " AVS OpenGL AVS CAVE library OpenGL CAVE library ( ) Web CAVE library (OpenGL ) OpenGL CompleXcope X ( ) CompleXcope CAVE library Appendix A CAVE Appendix B OpenGL CompleXcope C( C++) Fortran C Appendix C Fortran C C C Appendix D ( ) pict gif

8 8 CompleXcope

9 2 OpenGL 21 OpenGL OpenGL 1 SGI (Silicon Graphics, Inc) GL OpenGL ARB (Architecture Review Board) OpenGL (CG) (1) (2) (3) ( ) (4) (5) (6) ( ) (7) CG (1) (5) OpenGL (6) (7) OpenGL (7) OpenGL OpenGL 120 OpenGL X Window Macintosh Windows95/NT Be OpenGL CG OpenGL CG CompleXcope CompleXcope X Window OpenGL X Window OpenGL glut library[1] M Kilgard OpenGL glut library aux library 2 1 \OpenGL" \Open GL" 2 Xlib Motif Tcl/Tk 9

10 10 OpenGL \aux" aux library CompleXcope (7) CAVE library CAVE library \CAVE" CompleXcope aux library (5) ( ) CompleXcope ( ) OpenGL CompleXcope CAVE CAVE OpenGL 22 Web OpenGL \OpenGL Programming Guide" [2, 3] 1993 [4, 5] 1997 aux library glut library OpenGL OpenGL OpenGL \OpenGL Reference Manual" [6] OpenGL man OpenGL (R) (B) (G) glut \OpenGL Programming for the X Window System"[1] OpenGL [7] OpenGL OpenGL OpenGL WEB OpenGL Japan OpenGL FAQ OpenGL Mesa Mesa Avid Technology, Inc Brian Paul 23 OpenGL OpenGL ( ) X

11 24 OpenGL 11 aux library glu library glx library glut library `aux' aux library `glu' X Window `glx' X Window OpenGL `glut' aux library glu library glx glut 24 OpenGL simplec aux library OpenGL OpenGL z =0 1: #include <GL/glh> 2: #include "auxh" 3: 4: main() { 5: 6: auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB); 7: auxinitposition (0, 0, 500, 500); 8: auxinitwindow ("simplec"); 9: 10: glclearcolor (00, 00, 00, 00); 11: glclear(gl_color_buffer_bit); 12: glcolor3f(10, 10, 10); 13: glmatrixmode (GL_PROJECTION); 14: glloadidentity (); 15: glortho(-10, 10, -10, 10, -10, 10); 16: glbegin(gl_polygon); 17: glvertex3f(-05, -05, 00); 18: glvertex3f(-05, 05, 00); 19: glvertex3f( 05, 05, 00); 20: glvertex3f( 05, -05, 00); 21: glend(); 22: glflush(); 23: sleep (10); 24:

12 12 OpenGL OpenGL include 3 OpenGL OpenGL (CompleXcope )OpenGL aux library include aux library OpenGL CompleXcope include main aux library (1) (2) RGB RGB Red, Green, Blue (0,0) (500, 500) (X Window ) +x +y auxinitwindow() \gl" OpenGL glclearcolor() R, G, B, A 0 1 A Alpha RGBA 0 color buer depth buer stencil buer (R; G; B) =(1:0; 1:0; 1:0) glortho() ( ) (glbegin glend ) glbegin() GL_POLYGON x,y,z (-05, -05, 00) glend() glflush() 4 (OpenGL ) C (glflush ) ( ) sleep(10) 10 sleep 3 /usr/local/include/gl/glh 4 OpenGL

13 25 OpenGL OpenGL OpenGL \gl" ( \glclearcolor") \GL_" \glcolor3f()" ( \3f") 3 \glcolor4f()" \3f" \f" oat \3f" OpenGL b 8 GLbyte i 32 GLint f 32 GLfloat d 64 GLdouble C int oat GLint GLoat OpenGL OpenGL \v" \v" ( ) OpenGL float color_array[] = {00, 00, 10; /* */ glcolor3f(10, 10, 00); /* */ glcolor3fv(color_array); /* */ 26 OpenGL OpenGL \ " \ " \ " \ " \ " \glcolor3f" \simplec" 16 glbegin() 21 glend() \draw_rectangle()"

14 14 OpenGL glcolor3f(10, 10, 10); draw_rectangle(); /* */ glcolor3f(10, 00, 00); draw_rectangle(); /* */ draw_rectangle(); /* */ glcolor3f(10, 10, 00); draw_rectangle(); /* */ glcolor3f() \ " \ " 27 OpenGL (vertex) z = simple2c #include <GL/glh> #include <mathh> /* (sin, cos) */ #include "auxh" main() { float pi; float x0, x1, x2, x3, x4, x5; float y0, y1, y2, y3, y4, y5; auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB); auxinitposition (0, 0, 500, 500);

15 27 15 auxinitwindow ("simple2c"); glclearcolor (00, 00, 00, 00); /* */ glclear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* */ glcolor3f(00, 10, 00); /* */ glpointsize (50); /* 5 */ glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); glortho (-15, 15, -15, 15, -15, 15); /* */ pi = ; x0 = cos(0*pi/3); y0 = sin(0*pi/3); x1 = cos(1*pi/3); y1 = sin(1*pi/3); x2 = cos(2*pi/3); y2 = sin(2*pi/3); x3 = cos(3*pi/3); y3 = sin(3*pi/3); x4 = cos(4*pi/3); y4 = sin(4*pi/3); x5 = cos(5*pi/3); y5 = sin(5*pi/3); glbegin(gl_points); glvertex3f(x0, y0, 00); /* o o */ glvertex3f(x1, y1, 00); /* */ glvertex3f(x2, y2, 00); /* o o */ glvertex3f(x3, y3, 00); /* */ glvertex3f(x4, y4, 00); /* o o */ glvertex3f(x5, y5, 00); /* */ glend(); glflush(); sleep (10); n end of simple2c / \glbegin" \glend" \glvertex()" glbegin glend glbegin(gl_points); for (i=0; i<6; i++) { x = cos(i*pi/3); y = sin(i*pi/3); glvertex3f(x, y, 00); glend(); simple3c

16 16 OpenGL #include <GL/glh> #include <mathh> /* (sin, cos) */ #include "auxh" main() { float pi, x, y; int i; auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow ("simple3c"); glclearcolor (00, 00, 00, 00); /* */ glclear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* */ glcolor3f(00, 10, 00); /* */ glpointsize (50); /* 5 */ glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); glortho (-15, 15, -15, 15, -15, 15); /* */ pi = ; glbegin(gl_points); for (i=0; i<6; i++) { x = cos(i*pi/3); y = sin(i*pi/3); glvertex3f(x, y, 00); glend(); glflush(); sleep (10); n end of simple3c / \glbegin()" \GL_POINTS" \GL_POLYGON"

17 simple4c #include <GL/glh> #include <mathh> #include "auxh" main() { int i; float pi, x, y; auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow ("simple4c"); glclearcolor (00, 00, 00, 00); /* */ glclear (GL_COLOR_BUFFER_BIT); /* */ glcolor3f(00, 10, 00); /* */ glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); glortho (-15, 15, -15, 15, -15, 15); /* */ pi = ; glbegin(gl_polygon); /* <---- */ for (i=0; i<6; i++) { x = cos(i*pi/3); y = sin(i*pi/3); glvertex3f(x, y, 00); glend(); glflush(); sleep (10); n end of simple4c / GL_POLYGON GL_POLYGON 28 \glbegin()" \GL_POINTS" \GL_POLYGON" \GL_POLYGON" \GL_POLYGON" v0, v1,, v7 x y z

18 18 OpenGL float v0[] = {-10, -10, -10; float v1[] = { 10, -10, -10; /* v4 v5 */ glbegin(gl_polygon); /* */ glvertex3fv(v0); /* / / */ glvertex3fv(v1); /* v v7 */ glvertex3fv(v3); /* v3 / */ glvertex3fv(v2); /* / */ glend(); /* */ /* v0 v1 */ glbegin(gl_polygon); glvertex3fv(v2); glvertex3fv(v3); glvertex3fv(v5); glvertex3fv(v4); glend(); /* glbegin() glend() */ \GL_POLYGON" GL_POINTS GL_LINES GL_POLYGON GL_TRIANGLES GL_QUADS GL_LINE_STRIP GL_LINE_LOOP GL_TRIANGLE_STRIP GL_TRIANGLE_FAN GL_QUAD_STRIP glbegin() 5 5 \ " \ " :::

19 28 19 v0 v0 v2 v1 v2 x / / / v3 / v3 x x v1 / / v1 v0 x v2 v4 v5 v3 GL_POINTS GL_LINES GL_LINE_STRIP v2 v3 v2 v3 v0 v1 / v1 / v /+++/ v5 \ /+++/ v4 v5 /\ \++++/ v v0 / \ v4 \++/ v3 v2 /++++++/ \/ GL_LINE_LOOP v0 v7 v6 GL_POLYGON GL_QUADS v1 v3 v5 v6 v0 v \+++++/ v5 v4 / / \+++/ ++++/ / / \+/ +++/ / / + ++/ v1 +/ v0 v2 v4 v5 v3 / GL_QUAD_STRIP GL_TRIANGLES v4 v3 v v1 v3 v5 \ /+\ v \ /+++\ /+\+++++/+\+++++/ \ /+++/ /+++\+++/+++\+++/ \++ ++/++/ /+++++\+/+++++\+/ \+ +/+/ \ // v0 v2 v4 v0 GL_TRIANGLE_STRIP GL_TRIANGLE_FAN glbegin() glend() glvertex3f glvertex3fv(v0), glvertex3fv(v1), glvertex3fv(v2), glvertex3fv(v3), 111 glbegin()

20 20 OpenGL glbegin(gl_quad_strip); glvertex3fv(v0); glvertex3fv(v1); glvertex3fv(v2); glvertex3fv(v3); glvertex3fv(v4); glvertex3fv(v5); glvertex3fv(v6); glvertex3fv(v7); glvertex3fv(v0); glvertex3fv(v1); glend(); glbegin(gl_quads); glvertex3fv(v0); glvertex3fv(v4); glvertex3fv(v1); glvertex3fv(v5); glend(); glvertex3fv(v2); glvertex3fv(v6); glvertex3fv(v3); glvertex3fv(v7); 29 3 CG 1 2 ( ) 3 OpenGL OpenGL 2 CG 6 OpenGL OpenGL 6

21 CG OpenGL ( ) 210 OpenGL 8 o=================================== 36 o======================== 24 o================== 18 o============== 14 o=========== 11 depth buffer 3D OBJECT o========= 9 o======== 8 o======== 8 o========= 9 (depth buer) 9 (= ) (OBJ-X ) OBJ-X ( ) OBJ-X 10 (1) OBJ-X (P ) D (2) P (I,J) (3) (I,J) D D ( P ) P D 7 \ " 8 9 Z 10

22 22 OpenGL o x=========== 36 --> 11 o x============ 24 --> 12 o----x============= 18 --> 13 X============== 14 X o=========== 11 OBJ-X X o========= 9 X o======== 8 X o======== 8 X o========= 9 OpenGL ( ) glenable(gl_depth_test); ( OFF )GL_DEPTH_TEST ON glenable() OpenGL ON 11 ( ) glclear(gl_depth_buffer_bit) ( ) ( ) glclear(gl_color_buffer_bit); glclear(gl_depth_buffer_bit); glclear(gl_color_buffer_bit GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glenable() glclear() aux library auxinitdisplaymode ( simplec (p11) ) (AUX_SINGLE AUX_RGB AUX_DEPTH) 11 glenable(gl FOG) ( ) ON glenable(gl LIGHTING) ON (p25)

23 ON glnormal3f(); ( ) glnormal3fv(); 3 ( (2) ) (1) (2) 1 (3) float n0[] = {00, 00, 10; /* */ float n1[] = {00, 00, 10; /* */ float n2[] = {00, 00, 10; /* */ float v0[] = {10, 00, 00; /* */ float v1[] = {00, 00, 00; /* */ float v2[] = {00, 15, 00; /* */ glbegin(gl_poylgon); /* n1 */ glnormal3fv(n0); /* n0 */ glvertex3fv(v0); /* */ glnormal3fv(n1); /* + n2 */ glvertex3fv(v1); /* + */ glnormal3fv(n2); /* */ glvertex3fv(v2); /* + */ glend(); sqrt() glnormal OpenGL

24 24 OpenGL OpenGL ( ) OpenGL OpenGL CompleXcope o ( ) o o OFF glcolor CompleXcope \ " ( ) ( ) \ " CompleXcope (\Welcome to CompleXcope" )

25 o glcolor ( ) o ( ) 2122 OpenGL glenable(gl_ligthting); glenable(gl_ligtht0); glenable() OpenGL ON glenable() ON OpenGL glenable(gl_light0) 0 glenable(gl_ligthting); glenable(gl_ligtht0); glenable(gl_ligtht1); ( ) (GL_LIGHT0 ) ( ) OpenGL o o RGB o ( ) o o ( RGB ) o o RGB o RGB CG \ "

26 26 OpenGL 2123 (ambient light) 14 RGB \ / \ / \ / ---- OBJ ---- / \ / \ / \ (diuse light) ( ) ( ) ~s ~n ~s ~n ( ) ~s ~n ( ) 15 \ / \ / -- S S -- / \ / \ / / / / / / / / / / / / / / / / ( ) ( )

27 (specular light) ~s ~n ~v ~s + ~v ~n \ / V1 ( ) -- S -- / \ V2 ( ) / / V3 ( ) / / / / / / CG CG (0; 0; 0) 1 ( ) +z 16 x +1 ( ) 17 ( ) \ " (0; 0; 1) (1; 0; 0) (x < 0) ( ) ( ) ( ) \ " ( ) 16 OpenGL 17 OpenGL

28 28 OpenGL ( ) ( ) ( ) (CompleXcope ) OpenGL 0 1( ) gllightf() gllightfv() GLfloat light_position[] = {100, 50, 30, 10; /* */ gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glenable(gl_lighting); /* ON */ glenable(gl_light0); /* 0 ON */ ( light_position ) x; y; z 1:0 x; y; z gllightfv() (lx; ly; lz; lw) (lx=lw; ly=lw; lz=lw) 00 (lx; ly; lz) OpenGL 00 10

29 GLfloat light_position[] = {100, 50, 30, 00; /* */ GLfloat light_diffuse[] = {10, 10, 10, 00; /* */ GLfloat light_ambient[] = {03, 03, 03, 00; /* */ GLfloat light_specular[] = {08, 08, 08, 00; /* */ gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); /* */ gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); /* */ gllightfv(gl_light0, GL_SPECURAR, light_specular); /* */ gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); /* */ glenable(gl_lighting); /* ON */ glenable(gl_light0); /* 0 ON */ 213 (R,G,B) glmaterialfv() ( ) ( ) GLfloat light_position[] = {100, 50, 30, 00; /* */ GLfloat light_diffuse[] = {10, 10, 10, 00; GLfloat light_ambient[] = {03, 03, 03, 00; GLfloat light_specular[] = {08, 08, 08, 00; GLfloat ball_1_diffuse[] = {10, 00, 00, 00; /* 1 */ GLfloat ball_1_ambient[] = {10, 00, 00, 00; GLfloat ball_1_specular[] = {08, 08, 08, 00; GLfloat ball_2_diffuse[] = {00, 10, 00, 00; /* 2 */

30 30 OpenGL GLfloat ball_2_ambient[] = {00, 10, 00, 00; GLfloat ball_2_specular[] = {00, 00, 00, 00; gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); /* */ gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); /* */ gllightfv(gl_light0, GL_SPECURAR, light_specular); /* */ gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); /* */ glenable(gl_lighting); /* ON */ glenable(gl_light0); /* 0 ON */ glenable(gl_depth_test); /* ( ) ON */ glclear(gl_color_buffer_bit GL_DEPTH_BUFFER_BIT); /* */ /* */ glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, ball_1_diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, ball_1_amnient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, ball_1_specular); glmaterialf(gl_front, GL_SHININESS, 1100); /* */ make_ball_1(); /* */ /* */ glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, ball_2_diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, ball_2_amnient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, ball_2_specular); make_ball_2(); GL_SHININESS glmaterialfv() glmaterialf() ( 1100)

31 (a) ( )x(r,g,b) (b) (c) OpenGL ( ) (1) (a)-(c) RGB (2) RGB ( ) ( ) 215 OpenGL CG OpenGL \ " ( ) AVS CG OpenGL X Window 21 aux aux 216 aux aux (auxinitdisplaymode ) (auxinitwindow) OpenGL 19 aux auxwiresphere(gldouble radius); auxsolidsphere(gldouble radius); Wire Solid Wire Solid 19

32 32 OpenGL auxwirecube(gldouble size); auxsolidcube(gldouble size); auxwirebox(gldouble width, GLdouble height, GLdouble depth); auxsolidbox(gldouble width, GLdouble height, GLdouble depth); auxwiretorus(gldouble minorradius, GLdouble majorradius); auxsolidtorus(gldouble minorradius, GLdouble majorradius); auxwirecylinder(gldouble radius, GLdouble height); auxsolidcylinder(gldouble radius, GLdouble height); auxwirecone(gldouble radius); auxsolidcone(gldouble radius); auxwiretetrahedron(gldouble radius); auxsolidtetrahedron(gldouble radius); auxwireoctahedron(gldouble radius); auxsolidoctahedron(gldouble radius); auxwiredodecahedron(gldouble radius); auxsoliddodecahedron(gldouble radius); auxwireicosahedron(gldouble radius); auxsolidicosahedron(gldouble radius);

33 217 glu library 33 auxwireteapot(gldouble size); auxsolidteapot(gldouble size); "auxh" include 217 glu library aux aux \ " ( ) glu glu glu GLUquadricObj* glunewquadric(void); \Quadric" glu library 2 a 1 x 2 + a 2 y 2 + a 3 z 2 + a 4 xy + a 5 yz + a 6 zx + a 7 x + a 8 y + a 9 z + a 10 =0 glu ( a 1 a 10 ) gluneqquadric glu void glusphere(gluquadricobj *qobj, GLdouble radius, GLinit slices, GLint stacks); glunewquadric slices stacks glu void glucylinder(gluquadricobj *qobj, GLdouble baseradius, GLdouble topradius, GLdouble height, GLinit slices, GLint stacks); glu void gludisk(gluquadricobj *qobj, GLdouble innerradius, GLdouble outerradius, GLinit slices, GLint stacks);

34 34 OpenGL OpenGL Programming Gluid, Second Edition [4], p431 glusphere (Xballc; p72) 218 (viewing) CG CG CG \ " x{y z ( ) x{y \ " x v OpenGL ( t = 0 ) t x = vt (glvertex3f x vt \( ) " OpenGL (x; y; z; w) w

35 ( ) ( ) OpenGL <-----> <-----> v(x,y,z,w) M v 0 = Mv v 0 P v 00 = Pv 0 = PMv v 00 (x; y; z; x) CG 21 (x; y; z) x y z z ' 0 1 C A cos ' 0 sin ' 0 0 sin ' cos ' gluperspective(f,aspect,znear,zfarr) 0 1 C A cot (f=2) aspect cot (f=2) zFar3zNear znear0zfar zfar+znear 0 0 znear0zfar C A 219 x{y \F" F \ " x=20 21 OpenGL

36 36 OpenGL y y= x x=0 x=20 (x=0) F F \ " drawf() drawf(): (` ') x=0, y=0 F y=0 x=0 drawf() x=20 F (1) (2) OpenGL (1) (2) K' - - K" -

37 gltranslatef(glfloat x, GLfloat y, GLfloat z) gltranslatef(200, 00, 00) K x 20 K' ' y y' y= x x' x=0 x=20 glrotatef(glfloat angle, GLfloat axis_y, GLfloat axis_y, GLfloat axis_z) glrotatef(300, 00, 00, 10) z 30 x-y 030: = 330:0 K' (K ) z " y x" y= x y" x=0 x=20 K"

38 38 OpenGL x=20 F (1) K" (2) K" y" F K" drawf() 1 x 20 K' 2 z +90 K" 3 K" F OpenGL glpushmatrix(); gltranslatef(200, 00, 00); glrotatef(900, 00, 00, 10); drawf(); glpopmatrix(); glpushmatrix glpopmatrix ( ) ( ) CompleXcope CompleXcope 23 CompleXcope CAVE library 24 void gluortho(gldouble left, GLdouble right, GLdouble top, GLdouble bottom, GLdouble near, GLdouble far); CompleXcope 24

39 z 0z void gluperspective(gldouble fovy, GLdouble aspect, GLdouble znear, GLdouble zfar); 25 (0,0,0) 0z fovy fovy=2 fovy=2 (0 fovy 180:0) aspect / (0; 0; 0) (0; 0; 0) z ( ) gluperspective fovy aspect zfar zfar zfar znear ( ) zfar \ " znear zfar 221 CompleXcope CAVE library X Window OpenGL CG OpenGL OpenGL - gluperspective - z -z - 26 glviewport aux library Window aux library X Window OpenGL \ " 25 glu library OpenGL glu 26

40 40 OpenGL 222 ( ) z 05 auxwireteapot (p31) (0; 0:0) 0z 5 OpenGL 0z gluperspective znear zfar 3:0 10: wire teapotc /* * wire_teapotc \* An OpenGL sample program - A wire teapot by the aux library - No lighting - Perspective view by the glu library - No animation */ #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" void display (void) { glclear(gl_color_buffer_bit); glcolor3f (10, 10, 10); glpushmatrix(); gltranslatef (00, 00, -50); auxwireteapot(10); /* */ glpopmatrix(); glflush(); void reshape(int width, int height) { GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 100;

41 223 aux library 41 glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char** argv) { auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); auxreshapefunc (reshape); auxmainloop(display); n end of wire teapotc / 223 aux library wire teapotc aux library main auxinitdisplaymode ( ) auxinitdisplaymode(aux_single AUX_RGB); ( CG ) [ ] auxinitdisplaymode(aux_single AUX_RGB AUX_DEPTH); ( 27 ) ( CG ) [ ] auxinitdisplaymode(aux_double AUX_RGB AUX_DEPTH); auxinitposition auxinitwindow 27 ( 229 )

42 42 OpenGL auxinitposition(glint x, GLint y, GLsize width, GLsize height) (x; y) ( ) (width; height) ( ) auxinitwindow(glbyte *titlestring) auxreshapefunc(void (*function)(glsizei, GLsizei)) auxreshapefuc function function auxmainloop(void (*displayfunc)(void)) ( ) displayfunc 224 ( ) torusc

43 224 ( ) 43 /* * torusc \* An OpenGL sample program - A torus by the aux library - With the lighting - Perspective view by the glu library - No animation */ #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" void initial(void) { GLfloat light_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_ambient[] = { 05, 05, 05, 10 ; GLfloat light_specular[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_position[] = { 10, 10, 10, 00 ; gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, light_specular); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glenable(gl_lighting); glenable(gl_light0); gldepthfunc(gl_less); glenable(gl_depth_test); void display (void) { GLfloat mat_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat mat_ambient[] = { 01, 01, 01, 10 ; GLfloat mat_specular[] = { 09, 09, 09, 10 ; glclear( GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, mat_ambient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, mat_specular); glmaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 640); glpushmatrix(); gltranslatef (00, 00, -50); auxsolidtorus(02,10); /* */ glpopmatrix(); glflush(); void reshape(int width, int height) {

44 44 OpenGL GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 100; glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char **argv) { auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB AUX_DEPTH); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); initial(); auxreshapefunc (reshape); auxmainloop(display); n end of torusc / 45 torus2c gltranslate 76 (2; 1; 09) /* * torus2c \* An OpenGL sample program - Two tori (see torusc) - No animation */

45 224 ( ) 45 #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" void initial(void) { GLfloat light_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_ambient[] = { 05, 05, 05, 10 ; GLfloat light_specular[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_position[] = { 10, 10, 10, 00 ; gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, light_specular); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glenable(gl_lighting); glenable(gl_light0); gldepthfunc(gl_less); glenable(gl_depth_test); void display (void) { GLfloat mat_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat mat_ambient[] = { 01, 01, 01, 10 ; GLfloat mat_specular[] = { 09, 09, 09, 10 ; glclear( GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, mat_ambient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, mat_specular); glmaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 640); glpushmatrix(); gltranslatef (00, 00, -50); auxsolidtorus(02,10); gltranslatef (20, 10, -40); auxsolidtorus(02,10); glpopmatrix(); glflush(); void reshape(int width, int height) { GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 100; glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity ();

46 46 OpenGL gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char **argv) { auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB AUX_DEPTH); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); initial(); auxreshapefunc (reshape); auxmainloop(display); n end of torus2c / 225 ( ) ( ) glrotate torus rotatedc torusc display glpushmatrix glpopmatrix glpushmatrix(); gltranslatef (00, 00, -50); glrotatef (-600, 10, 00, 00); auxsolidtorus(02,10); glpopmatrix(); gltranslatef glrotatef ( )2( ) 6= ( )2( )

47 226 ( ) ( ) torus2 rotatedc torusc display glpushmatrix glpopmatrix glpushmatrix(); gltranslatef (00, 00, -50); glrotatef(-600, 10, 00, 00); auxsolidtorus(02,10); gltranslatef (00, 40, 00); auxsolidtorus(02,10); glpopmatrix(); 1 ( ) 0z 2 x y OpenGL ( ) glpushmatrix glpopmatix()

48 48 OpenGL 28 current matrix current matrix glpushmatrix push current matrix push current matrix glpopmatrix pop current matrix glpushmatrix current matrix OpenGL ( ) glpushmatrix glpopmatrix OpenGL glpushmatrix glpopmatrix \ " OpenGL glpushmatrix glpopmatrix 29 push pop torus2 rotatedc torus2 rotated2c torusc display glpushmatrix glpopmatrix gltranslatef (00, 00, -50); glpushmatrix(); glrotatef(-600, 10, 00, 00); auxsolidtorus(02,10); glpopmatrix(); glpushmatrix(); gltranslatef (00, 10, 00); 28 UNIX 29 glmatrixmode

49 228 ( ) 49 auxsolidtorus(02,10); glpopmatrix(); 228 ( ) push pop linkc /* * linkc \* An OpenGL sample program - Three linked tori (with a ball) - No animation */ #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" void initial(void) { GLfloat light_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_ambient[] = { 05, 05, 05, 10 ; GLfloat light_specular[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_position[] = { 10, 10, 10, 00 ; gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, light_specular); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glenable(gl_lighting); glenable(gl_light0);

50 50 OpenGL gldepthfunc(gl_less); glenable(gl_depth_test); void set_mat_color(glfloat *diffuse, GLfloat *ambient, GLfloat *specular) { glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, ambient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, specular); void display (void) { GLfloat diffuse0[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat ambient0[] = { 01, 01, 01, 10 ; GLfloat specular0[] = { 09, 09, 09, 10 ; GLfloat diffuse1[] = { 10, 10, 00, 10 ; GLfloat ambient1[] = { 01, 01, 00, 10 ; GLfloat specular1[] = { 09, 09, 00, 10 ; GLfloat diffuse2[] = { 10, 00, 10, 10 ; GLfloat ambient2[] = { 01, 00, 01, 10 ; GLfloat specular2[] = { 09, 00, 09, 10 ; GLfloat diffuse3[] = { 00, 10, 10, 10 ; GLfloat ambient3[] = { 00, 01, 01, 10 ; GLfloat specular3[] = { 00, 09, 09, 10 ; glclear( GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); glmaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 640); gltranslatef(00, 00, -50); glrotatef(-700, 10, 00, 00); glpushmatrix(); set_mat_color(diffuse0, ambient0, specular0); auxsolidtorus(02,10); glpushmatrix(); gltranslatef(10, 00, 00); glrotatef(900, 10, 00, 00); set_mat_color(diffuse1, ambient1, specular1); auxsolidtorus(015,05); glpushmatrix(); glrotatef(300, 00, 00, 10); gltranslatef(05, 00, 00); glrotatef(-500, 00, 10, 00); gltranslatef(02, 00, 00); set_mat_color(diffuse3, ambient3, specular3); auxsolidsphere(005); glpopmatrix(); glpopmatrix(); glpushmatrix(); glrotatef(1200, 00, 00, 10); gltranslatef(10, 00, 00); glrotatef(900, 10, 00, 00); set_mat_color(diffuse2, ambient2, specular2);

51 auxsolidtorus(015,05); glpopmatrix(); glpushmatrix(); glrotatef(2400, 00, 00, 10); gltranslatef(10, 00, 00); glrotatef(900, 10, 00, 00); set_mat_color(diffuse3, ambient3, specular3); auxsolidtorus(015,05); glpopmatrix(); glpopmatrix(); glflush(); void reshape(int width, int height) { GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 100; glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char **argv) { auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB AUX_DEPTH); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); initial(); auxreshapefunc (reshape); auxmainloop(display); n end of linkc / 229 ( ) CG ( A ) OpenGL ( B ) A B A ( A) B B OpenGL

52 52 OpenGL 1 main auxinitdisplaymode() AUX_DOUBLE 2 main auxidlefunc() 3 auxidlefunc() auxmainloop() 4 glflush() glxswapbuffers() glxswapbuers glx glxswapbuers glflush glflush glxswapbuers swing torusc /* * swing_torusc \* An OpenGL sample program - Animation - A rotating torus (see torusc) */ #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" static GLdouble spin=00; void initial(void) { GLfloat light_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_ambient[] = { 05, 05, 05, 10 ; GLfloat light_specular[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_position[] = { 10, 10, 10, 00 ; gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient);

53 gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, light_specular); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glenable(gl_lighting); glenable(gl_light0); glenable(gl_depth_test); void display (void) { GLfloat mat_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat mat_ambient[] = { 01, 01, 01, 10 ; GLfloat mat_specular[] = { 09, 09, 09, 10 ; glclear( GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, mat_ambient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, mat_specular); glmaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 640); glpushmatrix(); gltranslatef (00, 00, -50); glrotatef (spin, 10, 00, 00); glrotatef (spin, 00, 10, 10); auxsolidtorus(02,10); glpopmatrix(); glxswapbuffers(auxxdisplay(), auxxwindow()); void rotation(void) { spin += 15; if (spin > 3600) spin -= 3600; display(); void reshape(int width, int height) { GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 100; glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char **argv) { auxinitdisplaymode (AUX_DOUBLE AUX_RGBA AUX_DEPTH);

54 54 OpenGL auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); initial(); auxreshapefunc (reshape); auxidlefunc(display); auxmainloop(rotation); n end of swing torusc / link animec linkc ( ) ( ) /* * link_anmimec \* An OpenGL sample program - Animation */ #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" static GLdouble toroidal_spin = 00; static GLdouble ball1_spin = 00; static GLdouble ball2_spin = 00; static GLdouble ball3_spin = 00; void initial(void) {

55 GLfloat light_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_ambient[] = { 05, 05, 05, 10 ; GLfloat light_specular[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_position[] = { 10, 10, 10, 00 ; gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, light_specular); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glenable(gl_lighting); glenable(gl_light0); gldepthfunc(gl_less); glenable(gl_depth_test); void set_mat_color(glfloat *diffuse, GLfloat *ambient, GLfloat *specular) { glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, ambient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, specular); void display (void) { GLfloat diffuse0[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat ambient0[] = { 01, 01, 01, 10 ; GLfloat specular0[] = { 09, 09, 09, 10 ; GLfloat diffuse1[] = { 10, 10, 00, 10 ; GLfloat ambient1[] = { 01, 01, 00, 10 ; GLfloat specular1[] = { 09, 09, 00, 10 ; GLfloat diffuse2[] = { 10, 00, 10, 10 ; GLfloat ambient2[] = { 01, 00, 01, 10 ; GLfloat specular2[] = { 09, 00, 09, 10 ; GLfloat diffuse3[] = { 00, 10, 10, 10 ; GLfloat ambient3[] = { 00, 01, 01, 10 ; GLfloat specular3[] = { 00, 09, 09, 10 ; glclear( GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); glmaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 640); glpushmatrix(); gltranslatef(00, 00, -50); glrotatef(-700, 10, 00, 00); glrotatef(toroidal_spin, 00, 00, 10); glpushmatrix(); set_mat_color(diffuse0, ambient0, specular0); auxsolidtorus(02,10); glpushmatrix(); gltranslatef(10, 00, 00); glrotatef(900, 10, 00, 00); set_mat_color(diffuse1, ambient1, specular1); auxsolidtorus(015,05); glpushmatrix();

56 56 OpenGL glrotatef(ball1_spin, 00, 00, 10); gltranslatef(05, 00, 00); glrotatef(ball1_spin*5, 00, 10, 00); gltranslatef(018, 00, 00); set_mat_color(diffuse3, ambient3, specular3); auxsolidsphere(005); glpopmatrix(); glpopmatrix(); glpushmatrix(); glrotatef(1200, 00, 00, 10); gltranslatef(10, 00, 00); glrotatef(900, 10, 00, 00); set_mat_color(diffuse2, ambient2, specular2); auxsolidtorus(015,05); glpushmatrix(); glrotatef(ball2_spin, 00, 00, 10); gltranslatef(05, 00, 00); glrotatef(ball2_spin*5, 00, 10, 00); gltranslatef(018, 00, 00); set_mat_color(diffuse1, ambient1, specular1); auxsolidsphere(005); glpopmatrix(); glpopmatrix(); glpushmatrix(); glrotatef(2400, 00, 00, 10); gltranslatef(10, 00, 00); glrotatef(900, 10, 00, 00); set_mat_color(diffuse3, ambient3, specular3); auxsolidtorus(015,05); glpushmatrix(); glrotatef(ball3_spin, 00, 00, 10); gltranslatef(05, 00, 00); glrotatef(ball3_spin*5, 00, 10, 00); gltranslatef(030, 00, 00); set_mat_color(diffuse2, ambient2, specular2); auxsolidcube(020); glpopmatrix(); glpopmatrix(); glpopmatrix(); glpopmatrix(); glxswapbuffers(auxxdisplay(), auxxwindow()); void rotation(void) { toroidal_spin += 10; ball1_spin += 80; ball2_spin += 40; ball3_spin += 10; display();

57 void reshape(int width, int height) { GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 100; glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char **argv) { auxinitdisplaymode (AUX_DOUBLE AUX_RGB AUX_DEPTH); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); initial(); auxreshapefunc (reshape); auxidlefunc(display); auxmainloop(rotation); n end of link animec / 231 OpenGL \ " OpenGL ( ) \ " (gltranslatef ) (gluperspective ) CompleXcope p15 simple3c glbegin(gl_points); for (i=0; i<6; i++) { x = cos(i*pi/3); y = sin(i*pi/3); glvertex3f(x, y, 00); glend();

58 58 OpenGL ( ) OpenGL ( ) OpenGL OpenGL glnewlist glendlist OpenGL GLuint int list_no = 1; glnewlist(list_no, GL_COMPILE); glendlist(); glcalllist(1); (1) (2) (3) (4)

59 circlesc /* * circlesc \* An OpenGL sample program - No Lighting - Display List */ #include <mathh> #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" #define PI #define TWOPI (2*PI) GLuint list1 = 1; void initial(void) { int i; GLfloat x,y; glnewlist(list1, GL_COMPILE); glcolor3f(10, 10, 00); gltranslatef(15, 00, 00); glbegin(gl_line_loop); for (i=0; i<100; i++) { x = 08*cos(TWOPI*i/1000); y = 08*sin(TWOPI*i/100); glvertex3f(x,y,00); glend(); gltranslatef(-15, 00, 00); glrotatef(200, 00, 00, 10); gltranslatef(00, 00, -10); glendlist(); glshademodel(gl_flat); void display (void) { int i; glclear(gl_color_buffer_bit); gltranslatef (00, 00, -50); glpushmatrix(); for (i=0; i<200; i++) glcalllist(list1); glpopmatrix(); glflush();

60 60 OpenGL void reshape(int width, int height) { GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 10000; glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char** argv) { auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); initial(); auxreshapefunc (reshape); auxmainloop(display); n end of circlesc / OpenGL OpenGL GLuint glgenlists(1); n n GLuint glgenlists(n); n ` ` +1, ` +2, 111, ` + n p24 OpenGL ( ) CG

61 RGB GLubyte image[width][height][3] RGB (0 255) R,G,B WIDTH 2 HEIGHT WIDTH HEIGHT 2 64 OpenGL pict gif AVS (*x) AVS width height ARGB AVS width height ( A) Appendix D ( \texturesample256x256") OpenGL OpenGL Programming Guide [4, 5] width height texturec

62 62 OpenGL /* * texturec \* An OpenGL sample program - Texuture Mapping */ #include <stdioh> #include <GL/glh> #include <GL/gluh> #include "auxh" #define IMAGEWIDTH 256 #define IMAGEHEIGHT 256 char image[imagewidth][imageheight][3]; GLuint texidx = 1; void initial(void) { FILE *fp; fp = fopen("texturesample256x256","r"); if (fp==null) { printf(" open err; image file\n"); exit(9); fread(image, 1, IMAGEWIDTH*IMAGEHEIGHT*3, fp); fclose(fp); glpixelstorei(gl_unpack_alignment, 1); gltexenvf(gl_texture_env, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL); gltexparameterf(gl_texture_2d, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); gltexparameterf(gl_texture_2d, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); gltexparameterf(gl_texture_2d, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP); gltexparameterf(gl_texture_2d, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP); glnewlist(texidx, GL_COMPILE); glteximage2d(gl_texture_2d, 0, 3, IMAGEWIDTH, IMAGEHEIGHT, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, &image[0][0][0]); glpushmatrix(); glbegin(gl_quads); gltexcoord2f(00, 10); glvertex3f(-10, -10, 00); gltexcoord2f(10, 10); glvertex3f( 10, -10, 00); gltexcoord2f(10, 00); glvertex3f( 10, 10, 00); gltexcoord2f(00, 00); glvertex3f(-10, 10, 00); glend(); glpopmatrix(); glendlist();

63 glclearcolor(0, 0, 0, 0); void display (void) { int i; glclear( GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); gldisable(gl_lighting); glenable(gl_texture_2d); gltranslatef (00, -25, -50); for (i=2; i>=-2; i--) { glpushmatrix(); glrotatef(i*200, 00, 00, 10); gltranslatef(00, 30, 00); glcalllist(texidx); glpopmatrix(); glflush(); void reshape(int width, int height) { GLdouble ang = 600; GLdouble near = 30; GLdouble far = 150; glviewport (0, 0, width, height); glmatrixmode (GL_PROJECTION); glloadidentity (); gluperspective (ang, (GLdouble)width/(GLdouble)height, near, far); glmatrixmode (GL_MODELVIEW); glloadidentity (); int main(int argc, char **argv) { auxinitdisplaymode (AUX_SINGLE AUX_RGB AUX_DEPTH); auxinitposition (0, 0, 500, 500); auxinitwindow (argv[0]); initial(); auxreshapefunc (reshape); auxmainloop(display); n end of texturec /

64 64 OpenGL

65 3 CAVE 31 CompleXcope CompleXcope OpenGL CAVE CAVE x SGI ONYX, 4 x CPU R4400, Main mem 512MB, 3 x Reality Engine II Ascention Technology "Flock of Bird" 9 32 CompleXcope VR ONYX CAVE CAVE CAVE CAVE /usr/local/cave 65

66 66 CAVE /usr/local/cave/include /usr/local/cave/lib /usr/local/cave/bin 34 CAVE CAVE +x +y +z / y / / / / / / x / / / / / / / / z / / / / / / CompleXcope -5 <= x <= +5 0 <= y <= <= z <= CompleXcope

67 36 Conguration File 67 1 display process (1) 2 display process (2) 3 display process (3) 4 application computation process 5 tracking process display process CompleXcope display process application computation process CAVE tracking process ONYX (shared memorry) 36 Conguration File CAVE caverc conguration le # sample of caverc simulator y DisplayMode mono conguration le CAVE simulator on VR CompleXcope ONYX DisplayMode mono CompleXcope CAVE con- guration le 1 ( ) /usr/local/cave/etc/caveconfig /usr/local/cave/etc/asoconfig ~/caverc /caverc (CompleXcope ) ~/caverc /caverc (# ) 37 CompleXcope (1) (Optional) CompleXcope CompleXcope CAVE ( ) 1 aso CompleXcope ONYX host name

68 CAVE (2) (Required) CAVE conguration CAVE conguration le conguration le (3) (Optional) (4) (Required) CAVE (5) (Optional) OpenGL display process application computation process tracking process fork CAVE 76 OpenGL ( ) 4 fork ( ) display process CAVE 5 (6) (Required) display (7) (Optional) computation 7 OpenGL display process CAVE (8) (Required) CAVE 7 38 CAVE CompleXcope CompleXcope CAVE CAVE CAVE X Window CAVE conguration le simulator y 2 CAVE CompleXcope CAVE 2 on

69 39 69 CAVE left arrow right arrow Up arrow Down arrow Shift + up arrow Shift + donw arrow Alt + left arrow Alt + right arrow Alt + up arrow Alt + down arrow p move left move right move forward move backward move up move down rotate left rotate right rotate up rotate down reset head and wand to initial CAVE Cntl + mouse movement move wnad left/right/forward/back Shift + mouse movement move wand left/right/up/down Alt + mouse movement rotate wand/left/right/up/down < and > rotate wand about Z Home reset wand to be in front of user F1/F2/F3/ select wand 1/2/3/ as the current wand CAVE mouse left button mouse middle button mouse right button Space + mouse movement wand left button wand middle button wand right button joystick CAVE 1 CAVE 2 CAVE w / u / INSERT CAVE / 39 p42 OpenGL torusc ( ) CompleXcope VR

70 CAVE Xtorusc /* * Xtorusc \* A CompleXcope sample program - A torus by aux lib; 4 feet off the floor - Copied and changed from /usr/local/cave/src/ogl/ballc - No animation - No interaction - No navigation */ #include <cave_oglh> /* init_gl - GL initialization function This function will be called exactly once by each of the drawing processes, at the beginning of the next frame after the pointer to it is passed to CAVEInitApplication It defines and binds the light and material data for the rendering */ void init_gl(void) { GLfloat mat_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat mat_ambient[] = { 01, 01, 01, 10 ; GLfloat mat_specular[] = { 09, 09, 09, 10 ; GLfloat light_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_ambient[] = { 05, 05, 05, 10 ; GLfloat light_specular[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_position[] = { 10, 10, 10, 00 ; glclearcolor(0, 0, 0, 0); gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, light_specular); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glmaterialfv(gl_front_and_back, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glmaterialfv(gl_front_and_back, GL_AMBIENT, mat_ambient); glmaterialfv(gl_front_and_back, GL_SPECULAR, mat_specular); glmaterialf (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, 640); glenable(gl_light0); /* draw_torus - the display function This function is called by the CAVE library in the rendering processes' display loop It draws a torus 4 feet off the floor */ void draw_torus(void) { glclear(gl_depth_buffer_bit GL_COLOR_BUFFER_BIT);

71 39 71 glenable(gl_lighting); glpushmatrix(); gltranslatef(00, 40, -20); auxsolidtorus(02,10); glpopmatrix(); gldisable(gl_lighting); main(int argc,char **argv) { /* Initialize the CAVE */ CAVEConfigure(&argc,argv,NULL); CAVEInit(); /* Give the library a pointer to the GL initialization function */ CAVEInitApplication(init_gl,0); /* Give the library a pointer to the drawing function */ CAVEDisplay(draw_torus,0); /* Wait for the escape key to be hit */ while (!CAVEgetbutton(CAVE_ESCKEY)) sginap(10); /* Nap so that this busy loop doesn't waste CPU time */ /* Clean up & exit */ CAVEExit(); n end of Xtorusc / \CAVE" CAVE CAVEConfigure() Configuration CAVEInit() CAVE fork CAVEInitApplication() OpenGL init_gl() ( ) OpenGL CAVEDisplay() draw_torus() ( )OpenGL

72 72 CAVE CAVEgetbutton(CAVE_ESCKEY) ESC hit sginap() CAVEExit() 310 Xtoursc \auxsolidtorus" \auxsolidsphere" Xballc aux 7 glu (p33 ) /* * Xballc \* A CompleXcope sample program - A ball by the glu lib; 1 feet radius, 4 feet off the floor - Copied and changed from /usr/local/cave/src/ogl/ballc - No animation - No interaction - No navigation */ #include <cave_oglh> #include <GL/gluh> static GLUquadricObj *sphereobj; /* init_gl - GL initialization function This function will be called exactly once by each of the drawing processes, at the beginning of the next frame after the pointer to it is passed to CAVEInitApplication It defines and binds the light and material data for the rendering, and creates a quadric object to use when drawing the sphere */ void init_gl(void) { GLfloat mat_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat mat_ambient[] = { 01, 01, 01, 10 ; GLfloat mat_specular[] = { 09, 09, 09, 10 ; GLfloat light_diffuse[] = { 10, 10, 10, 10 ; GLfloat light_ambient[] = { 05, 05, 05, 10 ; GLfloat light_specular[] = { 10, 10, 10, 10 ;

73 GLfloat light_position[] = { 10, 10, 10, 00 ; glclearcolor(0, 0, 0, 0); gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, light_ambient); gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, light_specular); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, light_position); glmaterialfv(gl_front, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glmaterialfv(gl_front, GL_AMBIENT, mat_ambient); glmaterialfv(gl_front, GL_SPECULAR, mat_specular); glmaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 640); glenable(gl_light0); sphereobj = glunewquadric(); /* draw_ball - the display function This function is called by the CAVE library in the rendering processes' display loop It draws a ball 1 foot in radius, 4 feet off the floor, and 2 foot in front of the front wall (assuming a 10' CAVE) */ void draw_ball(void) { glclear(gl_depth_buffer_bit GL_COLOR_BUFFER_BIT); glenable(gl_lighting); glpushmatrix(); gltranslatef(00, 40, -30); glusphere(sphereobj, 10, 16, 16); glpopmatrix(); gldisable(gl_lighting); main(int argc,char **argv) { /* Initialize the CAVE */ CAVEConfigure(&argc,argv,NULL); CAVEInit(); /* Give the library a pointer to the GL initialization function */ CAVEInitApplication(init_gl,0); /* Give the library a pointer to the drawing function */ CAVEDisplay(draw_ball,0); /* Wait for the escape key to be hit */ while (!CAVEgetbutton(CAVE_ESCKEY)) sginap(10); /* Nap so that this busy loop doesn't waste CPU time */ /* Clean up & exit */ CAVEExit(); n end of Xballc /