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Tutorial

OpenGL und FreeBASIC - eine kleine Einführung - Teil 5 - Texturen

von Eastler_dart

Seite 5 von 6

Eine Laderoutine für alle Dateiformate per FreeImage

Vorweg erst mal ein rießiges Dankeschön an csde_rats,
er hat mit seinem Tutorial die eigentliche Arbeit
geleistet.
Ursprünglich wollte ich auf andere Formate als Bmp
nicht eingehen, nur weil csde_rats die Arbeit mit
seinem Tutorial schon gemacht hatte, konnte ich hier
ohne größeren Aufwand die FreeImage-Lib einbinden.

Das Tutorial von csde_rats finden Sie unter:
tutorial:28

Bedingungen

Falls Sie unter Windows arbeiten, sollten Sie
zuerst sicherstellen, daß beim Installieren von
FreeBasic die Library FreeImage mit installiert wurde.
Im FreeBasic-Paket V. 0.20 ist FreeImage von Haus
aus angehakt, wird also mit installiert.
Prüfen Sie einfach, ob in Ihrem Verzeichnis:
...FreeBasic/lib/win32/
die Datei libFreeImage.dll.a vorhanden ist.

ACHTUNG! In der FreeBasic-Version 0.20b stimmt irgend eine Kleinigkeit im Zusammenspiel mit FreeImage (noch) nicht! Deshalb sollten Sie hier auf eine erprobte und funktionierende FreeImage-Version umstellen! UNTER WINDOWS GEHT DAS WIE FOLGT: Ein Forumsthema dazu finden Sie unter: http://forum.qbasic.at/viewtopic.php?t=5819 darin ist der Downloadlink für die FreeImage-Version 3.9.3 unter download:89 angegeben. Damit erhalten Sie ein Zip-Archiv mit dem Namen freeimg393.zip. Entpacken Sie dieses Archiv irgendwohin, kopieren Sie die Datei: libFreeImage393.a innerhalb der FreeBasic-Programmstruktur unter: ...FreeBasic/lib/win32/libFreeImage393.a und die Datei: FreeImage393.bi ebenfalls innerhalb der FreeBasic-Programmstruktur unter: ...FreeBasic/inc/FreeImage393.bi Damit bleibt die eigentliche Einrichtung der FreeImage-Lib unter FreeBasic 0.20b unberührt, zusätzlich steht nun aber auch die FreeImage-Lib in der Version 3.9.3 zur Verfügung. Es reicht, wenn Sie in Ihrem Programm beim Includen der Library einfach schreiben: #include "FreeImage393.bi" So mache ich das hier im Tutorial auch. Wenn es mit einer späteren FreeBasic-Version dann besser läuft, brauchen Sie nur die "393" aus dem Include-Befehl herausnehmen, dann arbeitet Ihr Programm mit der neueren Version, welche mit FreeBasic mitgeliefert wird. Denken Sie auch an die DLL-Datei, welche Sie Ihrem Programm dazugeben müssen, für die 3.9.3er-Version liegt diese im oben benannten Zip-Archiv mit drin. Bei neueren FreeBasic-Versionen müssen Sie diese von der FreeImage-Internetseite in eben dieser neueren Version herunterladen. UNTER LINUX testen Sie am besten, ob die in Ihrem System installierte FreeImage-Version läuft. Schätze mal, daß es dort keine Probleme geben wird. Falls doch, die Version 3.9.3 läuft ;-)

Wenn Sie Linux als Betriebssystem verwenden,
kann FreeBasic beim Installieren nichts mitbringen,
Sie müssen für Ihre Linux-Version selbst nach einer
FreeImage-Libraray suchen und installieren, falls
diese nicht serienmäßig in Ihrer Distribution
bereits enthalten ist.

Ebenfalls ist es unter Linux notwendig, daß der
Endanwender Ihres Programmes diese FreeImage-Lib
in seinem System installiert hat.

Diese Bedingungen sollten in Ihr neues OpenGL-Projekt
als Entscheidungsgrundlagen mit einfließen.
Falls Sie Ihr neues OpenGL-Projekt auch unter Linux
herausgeben wollen, und Sie mit wenigen Bildern
arbeiten können, ist es für den Linux-Endanwender
einfacher, etwas mehr an Festplattenplatz durch die
Bitmapbilder zu verbrauchen, als für sein Linuxsystem
eine FreeImage-Library zu suchen.
Falls Sie jedoch mit dem Alpha-Kanal, sprich Transparenz
beim Texturieren arbeiten, gehts ja nicht anders, dann
müssen Sie ja in anderen Dateiformaten als Bitmap
die Bilder beilegen, um den Alphakanal mit im Bild
abspeichern zu können.
Und damit sind Sie fast schon gezwungen, mit einer
Library die Dateien einzulesen.
Aber wie gesagt, unter Windows "no Problem", auf Ihrem
kompilierenden System die FreeImage-Lib drauf, dann
steht alles, was der Anwender braucht, in der Exe gleich
mit drin, unter Windows muß der Endanwender also nur
die FreeImage.DLL im selben Verzeichnis haben, in
dem Ihr Exe-Programm steht. Und diese DLL geben Sie
doch bestimmt gleich mit dazu.
Jedoch, beachten Sie die Nutzungsbedingungen der
FreeImage-Lib. Als Open-Source muß der Disclaimer
als Textdatei mit beigelegt werden und in Ihrem
Programm z.B. unter "Hilfe" ein Hinweis, daß eben
die Open-Source FreeImage-Lib in der Version 3.9.9
im Programm enthalten ist.

Die Function dafür erstellen

Als erstes müssen wir die Library FreeImage in unser
Program einbinden, das geschieht ganz einfach mit:
#include "FreeImage393.bi"
(Beachten Sie den Hinweis am Anfang dieser Seite,
mit der FreeImage-Version 3.9.3 zu arbeiten)

Und schon können wir uns darum kümmern, die Function
zu erstellen. Als Namen schlage ich einen deutlichen,
aussagekräftigen vor: BildToOgl:
DECLARE FUNCTION BildToOgl(BildDateiName AS STRING) AS INTEGER
Wie gesagt, wir übergeben den Dateinamen, deshalb
kriegt die Function als Parameter eine Stringvariable,
in der eben dieser Dateiname rüber gegeben wird,
zurück kommt ein Name des Bildes bei OpenGL, welcher
eine IntegerWert darstellt, entsprechend geben wir
der Function und damit auch dem Rückgabewert den
Typ Integer.

Nun die Function selbst:
FUNCTION BildToOgl(BildDateiName AS STRING) AS INTEGER
'...hier alles weitere
END FUNCTION

und innerhalb der Sub dann, die Programmfolge, daß die
Sub die gewählte Datei von der Festplatte in den
Arbeitesspeicher holt.

Um FreeImage vor dem Fall zu bewahren, daß die Bilddatei
gar nicht existiert, prüfen wir dies mit FreeBasic,
indem wir die Datei zum Lesen öffnen und die danach
vorhandene Dateilänge per LOF() abfragen.
Ist diese Länge größer 0, dann gibts eine solche Datei,
ist die Länge gleich Null, dann existiert sie nicht:

Da in der FreeImage-Lib beim Laden der Bildtyp anzugeben
ist, nutzen wir die ebenfalls in dieser Lib enthaltenen
Functionen, um eine Datei auf deren Bildtyp zu untersuchen
(sich auf die Endung des Dateinamens zu verlassen, ist
gefährlich, mir sind schon ettliche Bilddateien unter
gekommen, die Bmp heißen, und Jpg enthalten!)
FreeImage_GetFileType(filename AS STRING PTR, FI_DEFAULT(0) AS INTEGER)
Diese Funktion liefert einen Zahlenwert zurück, der für
den Bildtyp wie folgt steht:

Jedoch gibt es ein paar Bilddateien, welche mit dieser Funktion
nicht ermittelt werden können - FreeImage_GetFileTyp ließt bis
zu 16 Bytes aus der Datei um den Typ zu ermitteln. Die Ausnahmen
sind jene Dateitypen, die keinen Vorspann haben, oder die einen
solchen Infoblock am Ende der Datei enthalten, das sind:
z.B. CUT, MNG, PCD, TARGA und WBMP

Also checken wir die Rückantwort von FreeImage_GetFileTyp,
ob ein Wert gößer/gleich Null drin steht = ob die Datei erkannt wurde.
Falls -1 drin steht (unbekannter Typ), lassen wir eine ausführlichere
und langsamere Funktion auf die Datei los:
FreeImage_GetFIFFromFilename(Dateiname AS STRING PTR)
Diese Function geht einen anderen Weg in der Analyse und
liefert zurück, was immer auch gefunden wird.
Also nicht nur Dateitypen, die FreeImage laden kann, auch
andere Typen.
Darum müssen wir hinterher vor dem Laden prüfen, ob
FreeImage für den evtl. erst in der zweiten Variante
gefundenen Dateityp eine Laderoutine kennt:
IF FreeImage_FIFSupportsReading(Ergebnis)

Also nochmal wiederholend im Kurzformat:
mit ERGEBNIS = FreeImage_GetFileType(filename AS STRING PTR, FI_DEFAULT(0) AS INTEGER) die Datei prüfen,
falls dabei -1 zurückgegeben wird, mit ERGEBNIS = FreeImage_GetFIFFromFilename(Dateiname AS STRING PTR)
tiefer prüfen, um danach,
wenn ERGEBNIS ungleich -1 ist und FreeImage_FIFSupportsReading(Ergebnis) wahr ist
die Datei in den (FreeImage-)Ram laden.

Zum Laden verwenden wir den Befehl:
FIBITMAP(AS FIBITMAP PTR) = FreeImage_Load(
     ERGEBNIS(=ermittelter Formatwert nach obiger Liste) AS FREE_IMAGE_FORMAT,
     Dateiname AS STRING PTR,
     FormAttribut (=0)
      )

somit sieht das ganze Kontstrukt für den Teil

Dann wollten wir grundsätzlich im RAM mit 32-bit Farbtiefe
erstellen, damit wir bei der Übergabe an OpenGL immer von
der gleichen Voraussetzung ausgehen können.
Auch dafür hat FreeImage eine Funktion drin, die jegliches
Bildformat in 32-bit Farbtiefe umwandelt. Jedoch landet
das Ergebnis an einer anderen Speicherstelle, für die
wir einen Pointerwert erhalten. Also brauchen wir dazu
eine zweite Variable AS FIBITMAP Ptr, um uns diese Adresse
im Ram merken zu können:

Damit stehen die Bilddaten so, wir wir das brauchen,
also gehen wir an den Abschnitt "Aus RAM an OpenGL".

FreeImage_GetBits liefert uns einen Pointer
auf die eigentlichen Pixeldaten im Arbeitsspeicher,
und damit hätten wir dann alles, was wir für die
Übergabe an OpenGL bräuchten. Jedoch müssen wir beim
Farben umsetzen den Pointer "hochzählen", also den
Wert verändern, obwohl wir den originalen Wert
später auch nochmal brauchen. Deshalb erstellen wir
zwei Pointer-Variablen, die die Adresse der Pixeldaten
enthalten:

Als Nächstes brauchen wir die Höhe/Breite des Bildes
in Pixel:

An diese Stelle können wir nun prüfen, ob das Bild
dem Format entspricht, was OpenGL für Texturen
verlangt.
Da wir hier mit allen OpenGL-Versionen arbeiten wollen,
also auch mit Version 1.0, dürfen wir nur quadratische
Bilder (Breite=Hoehe) verwenden, und die Kantenlängen
dürfen nur entweder 64 oder 128 oder 256 Pixel lang sein:

In der vorigen Routine für Bitmap-Dateien hatten wir ja
bereits das Problem, daß die Farbwerte für Blau und Rot
vertauscht im Speicher stehen, das ist hier ebenfalls
so. Deshalb mit genau dem selben Konstrukt müssen wir
diese beiden Farbwerte austauschen:

Und jetzt genau so, wie in der vorigen reinen BMP-Routine,
schauen, mit welcher Tiefe unser OpenGL-Fenster erstellt
wurde:

Und nun der Abschnitt, in dem das RamBild Pixel für Pixel
von OpenGL auf die Grafikkarte geholt wird.
Das Einzige, was sich gegenüber der Bmp-Routine ändert,
ist die Angabe, wo die Pixel im Ram stehen, diesmal
haben wir ja andere Variablen dafür:

Zum Schluß wieder aufräumen. Die Bilder bei FreeImage
werden nicht mehr gebraucht, da OpenGL sich die Daten
nun auf die Grafikkarte kopiert hat.

Als Letztes nun den Texturnamen(Nummer), den OpenGL für
unser Bild vergeben hat, an die diese Function aufrufende
Zeile zurückgeben:

Damit steht diese Function.

Im Hauptprogramm müssen wir jetzt noch den Aufruf
für diese Function ändern, da diese jetzt anderst
heißt (die Zeilen mit den **************im Kommentartext ändern:

Dabei habe ich jetzt die Bilddateien wie bei der vorigen
Routine beibehalten, also mauer_128.bmp und Kirschen_256.bmp.

Sie können nun auch gerne eine fast x-beliebige andere
Datei zum Texturieren nehmen, ob Jpg oder Png, egal.
NUR DIE GRUNDBEDINGUNGEN VON OPENGL sind einzuhalten,
quadratisches Bild (Breite=Hoehe) und drei verschiedene
Kantenlängen sind möglich: 64, 128 oder 256 Pixel.

Fortgeschrittene können nun auch Bilder mit Alphakanal,
also Teil-Durchsichtig verwenden ;-).

Einziges bis jetzt festgestelltes Manko:
eine mit CorelPaint-7 erstellte Jp2-Datei
nimmt FreeImage nicht an, keine Ahnung, was
da schief läuft.

Hier nochmal das gesamte Listing unserer kleinen 3D-Welt
mit den zwei Wänden und den beiden Pyramiden, jeweils
eins mit Mauer_128 texturiert und das Andere mit Kirschen_256.

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Zusätzliche Informationen und Funktionen
Das Tutorial wurde am 28.09.2008 von Eastler_dart angelegt. Die aktuellste Version wurde am 30.09.2008 von Eastler_dart gespeichert.	Bearbeiten     Versionen