Журнал «Компьютерра» №45 от 01 декабря 2005 года

Я много говорил о возможностях современного железа, но ни разу не упомянул о том, что же это за возможности и что для их использования предоставляют OpenGL и DirectX. Прежде всего, нынешние видеокарты - это программируемые устройства. Теперь некоторый код можно выполнять прямо на графическом процессоре (GPU). Эти программы называют шейдерами. Они позволяют создавать сложнейшие эффекты в реальном времени. Изначально эти программы можно было писать только на «фирменных» языках производителей видеокарт - ATI и nVidia. Оба языка очень похожи на ассемблер, но, увы, несовместимы. А кому захочется писать два разных кода для реализации одного и того же эффекта? И вот в DirectX 8.0 появляется универсальный язык программирования шейдеров. Он тоже похож на ассемблер, но позволяет обойтись одним шейдером для обоих типов видеокарт. И снова закавыка: много ли людей любят программировать на языках низкого уровня? И вот Microsoft представляет в своем DX 9.0 уже C-подобный язык HLSL. ARB в ответ выкатил аналогичную технологию GLSL. Как уже говорилось, обе эти технологии далеки от совершенства, прежде всего из-за слабой оптимизации компиляторов. Например, создатели игры Chronicles of Riddick (кстати, использовавшие OpenGL) для увеличения производительности написали все шейдеры в двух вариантах, на родных ассемблероподобных языках от ATI и nVidia. Это выглядит странным, так как обычные компиляторы показывают совсем неплохие результаты.

Итак, у нас две библиотеки с практически одинаковыми возможностями и быстродействием. Отличия лишь в сложности написания кода. И даже здесь явного лидерства нет. Все зависит от уровня используемых в программе эффектов. Если нам достаточно базовой функциональности OpenGL (то есть мы не используем расширений), то разумнее использовать именно GL, а если дело дошло до продвинутых эффектов, тут предпочтительнее Direct3D. Но с появлением второго GL ситуация может в корне измениться, так как переход на новую версию избавит GL от большинства недостатков. Но Microsoft тоже не будет стоять на месте, и вполне возможно, что к моменту своего выхода OGL 2.0 уже устареет. Да и в дальнейшем для успешной конкуренции с DX ARB понадобится существенно переработать механизм внесения изменений в библиотеку, чтобы сделать OpenGL более динамично развивающимся.

Так что же выбрать начинающему 3D-программисту? Молодому поколению я, скрепя сердце, посоветую DirectX. Прежде всего потому, что знание DX поможет стать создателем игр. Все российские компании, разрабатывающие игры, используют эту технологию. А вот совет программистам с опытом не так однозначен. Чтобы ваша программа работала не только на Windows, но и на других операционных системах, следует выбрать GL. Далее следует решить, какие эффекты вам необходимы: можете ли вы обойтись стандартной функциональностью GL, или вам непременно нужно использовать более «продвинутые» эффекты. И, наконец, на сцену выходят личные предпочтения: одним придется по вкусу объектная структура DirectX, другим же она покажется слишком громоздкой. И, конечно, не стоит забывать старый анекдот: «Какой дистрибутив Linux ставить? Тот, который стоит у ближайшего гуру».

Простейшая программа на OpenGL и на Direct3D

Сейчас мы подробно разберем написание простейшей программы на этих двух библиотеках. Наши программы будут делать одно и то же, а именно рисовать один-единственный треугольник c углами разных цветов. Мы сознательно опустим всю подготовительную работу и сосредоточимся на рисовании графического примитива.

Для начала очистим фон. В OpenGL для этого потребуется написать следующую строку:

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

где glClear() - функция, предназначенная для очистки буферов, а константа GL_COLOR_BUFFER_BIT указывает, что именно нужно очистить.

Для аналогичной операции в D3D нужно написать

d3d_Device-›Clear (0, 0, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB (0, 0, 0), 0, 0);

Clear обладает большей функциональностью и, как следствие, более сложным синтаксисом. Поскольку нам эта функциональность не нужна - среди параметров так много нулей. Первые два отвечают за возможность очищения не всего кадра, а некоторого количества прямоугольников. Последняя пара отвечает за очистку только тех точек, удаление которых от камеры (координата Z) находится в определенных пределах. Константа D3DCLEAR_TARGET указывает на то, что мы будем очищать буфер неким цветом, указанным в четвертом параметре (черный цвет).

Вот рабочее пространство и готово, можно приступать к рисованию. В OGL все примитивы для обрисовки должны находиться между вызовами glBegin() и glEnd(), некоторым их аналогом в D3D являются d3d_Device-›BeginScene () и d3d_Device-›EndScene (). В случае с OGL уже можно привести фрагмент кода, выполняющий нашу задачу:

glBegin(GL_TRIANGLES);

glColor3d(1,0,0);

glVertex3d(1,2,3);

glColor3d(0,1,0);

glVertex3d(4,5,6);

glColor3d(0,0,1);

glVertex3d(7,8,9);