Opasarkisto: SDL ja OpenGL yhdessä: Osa 2 - Tekstuurien ja funktioiden lataus ajon aikana

SDL ja sen lisäkirjastot tarjoavat valmiita latausfunktioita monille kuvaformaateille. Mikäpä olisikaan käytännöllisempää kuin käyttää niitä omien tekstuurien lataamiseen? Hienoissa peliefekteissä tarvitaan myös monia OpenGL:n lisäominaisuuksia, jotka täytyy erikseen ladata ohjelman suorituksen aikana, ja joskus on tarpeen ladata jopa koko OpenGL vasta ohjelman ollessa käynnissä – esimerkiksi silloin, kun ohjelmassa on jokin vaihtoehtoinen järjestelmä niitä varten, joilla ei ole OpenGL:ää. Tässä oppaassa paneudutaan näihin seikkoihin.

Tekstuurien lataaminen

OpenGL itsessään ei sisällä tukea millekään erityiselle tiedostomuodolle tekstuureja varten. Sen sijaan se tarjoaa funktion, joka osaa käyttää valmiiksi ladattua, pakkaamatonta tekstuuria, kunhan parametreissa kerrotaan, millaisessa muodossa data on.

Yleisimmin kuvissa on kolmea väriä: punaista, vihreää ja sinistä. Tietyn värin määrä kuvapisteessä kerrotaan usein asteikolla 0–255, tämän laajempaa asteikkoa ei esimerkiksi SDL tue. Lisäksi kuvassa voi olla neljäskin värikanava, alfakanava, joka kertoo, kuinka paljon pikselistä näkyy läpi. Eri kuvaformaateissa on erilaisia käytäntöjä sen suhteen, missä järjestyksessä kanavat tallennetaan, ja alfakanavaa ei ole läheskään kaikissa tiedostomuodoissa. Lisäksi monet kuvat käyttävät pienempää väriskaalaa tai muutaman värin palettia, jolloin tiedostoista tulee tiiviimpiä. Tämä kaikki kuitenkin hankaloittaa lataamista tekstuuriksi, koska SDL yleensä säilyttää muistissakin kuvan alkuperäisen muodon eikä OpenGL ymmärrä läheskään kaikkea.

Mutta ei hätä ole tämän näköinen; hätä on pieni, punainen ja pyöreä. Kaikeksi onneksi SDL tarjoaa kaksi oivallista ominaisuutta: pintoja voi luoda haluamassaan muodossa, ja erilaisilta pinnoilta voi piirtää toisilleen – SDL hoitaa tarvittavat muunnokset. Helppo tapa tekstuurien kopiointiin onkin luoda pinta, jonka dataa OpenGL osaa käsitellä, ja piirtää tekstuuri väliaikaisesti tälle pinnalle.

Sopivan pinnan voi luoda funktiolla SDL_CreateRGBSurface, jolle annetaan pinnan koko ja tietoja datan halutusta muodosta. Piirtäminen pinnalta toiselle onnistuu tavallisella SDL_BlitSurface-funktiolla, ja OpenGL:lle normaalit 2-ulotteiset tekstuurit välitetään glTexImage2D-funktiolla. Tiedon säilymisen kannalta on käytännöllistä valita kuvalle muoto, jossa on neljä komponenttia (RGBA), joista kullekin on varattu tavu pikseliä kohden eli mainittu skaala 0–255 on käytössä.

Lataamiseen tarvittavasta funktiosta on jo julkaistu koodivinkki, joka on tarkasti kommentoitu ja jonka yhteydessä on myös käyttöesimerkki. Samaa funktiota käytetään myös tämän oppaan esimerkkiohjelmassa.

OpenGL:n funktioiden lataus ajon aikana

OpenGL sisältää paljon lisäosia, jotka eivät välttämättä ole käytettävissä kaikissa OpenGL-toteutuksissa tai kaikilla näytönohjaimilla. Nämä täytyy siis ladata vasta ohjelman aikana, jotta ohjelma toimisi edes jollain tavalla myös niillä, joilla näitä lisäosia ei ole. Myös kaikki tavalliset OpenGL-funktiot on mahdollista ladata kesken ohjelman, jolloin voi halutessaan tehdä ohjelman niin, että se toimii myös ilman OpenGL:ää. Kumpaankin tarkoitukseen käytettävä funktio on sama: SDL_GL_GetProcAddress. Funktioiden käyttämistä varten täytyy tietää niiden tyyppi eli parametrien tyypit. Seuraavassa esimerkissä haetaan funktio glClear funktio-osoittimeen.

#include <SDL.h>
#include <SDL_opengl.h>

/* Funktion tyyppi; rivi vastaa muuten funktion määrittelyä, mutta alussa on typedef ja nimeen on lisätty _t. */
typedef void glClear_t(GLbitfield mask);

/* Funktio-osoitin eli osoitin äsken määriteltyyn tyyppiin */
glClear_t *glClear_f;

/* Haetaan funktio. Standardi kieltää muunnoksen objektiosoitinten ja funktio-osoitinten välillä, täytyy siis turvautua kepulikonsteihin:
&glClear_f on glClear_t**, tehdään siitä void**, josta saadaan void*.
*/
*(void**)&glClear_f = SDL_GL_GetProcAddress("glClear");

/* Virheet on tietenkin hyvä tarkistaa, vaikkei niitä pitäisikään tulla. */
if (!glClear_f) {
	printf("Virhe funktion hakemisessa!\n");
	exit(1);
}

/* Funktiota käytetään ainakin C:ssä täysin normaalisti. */
glClear_f(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

Funktioita on paljon ja niiden lataaminen itse on työlästä. Siksi voi olla hyvä harkita tarkoitukseen tehtyä apukirjastoa nimeltä GLEW. Se toimii oikein hyvin SDL:nkin kanssa.

Oman OpenGL-kirjastotiedoston käyttö

Jos järjestelmään asennettu OpenGL-versio ei jostain syystä miellytä, niin toki omankin voi pakata ohjelman mukaan. SDL:ää tästä muutoksesta voi informoida funktiolla SDL_GL_LoadLibrary, joka siis lataa kirjaston halutusta tiedostosta. Tätä tulee kutsua ennen SDL_SetVideoMode-kutsua.

#ifdef WINDOWS
const char *kirjasto = "opengl.oma.dll";
#else
const char *kirjasto = "./opengl.oma.so";
#endif

if (SDL_GL_LoadLibrary(kirjasto) == 0) {
	printf("Ladattiin '%s'\n", kirjasto);
} else {
	printf("Kirjaston '%s' lataus ei onnistunut: %s\n", kirjasto, SDL_GetError());
	printf("Kokeillaan oletusvaihtoehtoa...\n");

	if (SDL_GL_LoadLibrary(0) == 0) {
		printf("Oletuskirjasto ladattu!\n");
	} else {
		printf("Oletuskirjaston lataus ei onnistunut: %s\n", SDL_GetError());
		printf("Sulkeudutaan...\n");
		exit(1);
	}
}

Esimerkkiohjelma

Asiaa on vähän eikä se ole kovin mutkikasta. Puisevaa tekstiä paremmin sitä kuitenkin esittelee esimerkkiohjelma, jonka voi ladata C-kielisenä lähdekoodina.

Ohjelmassa ladataan OpenGL:n funktiot dynaamisesti, jolloin ohjelman käynnistyminen ei vaadi OpenGL:ää. Näin ohjelma voi tarvittaessa siirtyä käyttämään piirtämiseen pelkkää SDL:ää. Lisäksi ohjelmassa luodaan SDL-kuvapinta ja ladataan se OpenGL-tekstuuriksi.

Ohjelmalle voi myös antaa komentoriviparametrin SDL tai OGL sen mukaan, kumpaa piirtotapaa haluaa sen käyttävän. Ilman parametria yritetään ensin käyttää OpenGL:ää, ja jos se ei toimi, vaihdetaan pelkkään SDL:ään. Ohjelma toimii muuten samalla tavalla kummassakin tapauksessa, mutta piirtoon käytetään kirjastosta riippuen eri koodia.

Toiminnassa taideteos voisi näyttää vaikkapa tältä:

Lauri Kenttä, 3.2.2009