01．ベースOpenGLレンダラクラスを作る

OpenGLの初期化処理と終了処理を行い、OpenGLを用いた描画処理の骨格を担う、ベースOpenGLレンダラクラスを作成します。

解説

OpenGLを使用して描画をするためにすべきことは、以下です。

1. 初期化処理として、wglCreateContext関数を用いて、レンダリングコンテキストを作成する。
2. 初期化処理として、wglMakeCurrent関数を用いて、作成したレンダリングコンテキストをカレントレンダリングコンテキストに設定する。
3. ウインドウのサイズが変更された際に呼び出されるWM_SIZEメッセージ処理で、ビューポートの設定、投影変換行列の構築、モデリングビューイング変換行列の構築をする。
4. ビューを描画する時に呼び出されるWM_PAINTメッセージ処理で、モデル描画の処理をする。

プロジェクトの作成

「メニュー／新規作成／プロジェクト」を選択します。


プロジェクトの種類：Win32
テンプレート：Win32 プロジェクト
プロジェクト名：ModelViewer
場所：適当なフォルダを指定
ソリューションのディレクトリの作成：チェックしない
でOKボタンを押します。


次へボタンを押します。


アプリケーションの種類：Windows アプリケーション
空のプロジェクト：チェックしない
で完了ボタンを押します。

ビルドし、エラー、警告がないことを確認します。

ベースOpenGLレンダラクラスの作成

「メニュー／プロジェクト／クラスの追加」でクラス名「COpenGLRendererBase」のクラスを作成します。


テンプレート：C++ クラス
で追加ボタンを押します。


クラス名：COpenGLRendererBase
で完了ボタンを押します。

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assertヘッダーファイルのインクルード

stdafx.h の末尾に、 assert.h のインクルードを追加します。

（・・・略・・・） // TODO: プログラムに必要な追加ヘッダーをここで参照してください #include <assert.h> #include <math.h>

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OpenGLのヘッダーファイルのインクルード

OpenGLRendererBase.h に以下の２行のOpenGLのヘッダーファイルのインクルードを追加します。
#include <gl\gl.h>
#include <gl\glu.h>

#pragma once #include <gl\gl.h> #include <gl\glu.h> class COpenGLRendererBase （・・・略・・・）

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OpenGLのlibファイルをプロジェクトに追加

OpenGLRendererBase.cpp に以下の２行のOpenGLのlibファイルをプロジェクトに追加する記述を追加します。
#pragma comment( lib, "opengl32.lib" )
#pragma comment( lib, "glu32.lib" )

#include "stdafx.h" #include "OpenGLRendererBase.h" #pragma comment( lib, "opengl32.lib" ) #pragma comment( lib, "glu32.lib" ) COpenGLRendererBase::COpenGLRendererBase() （・・・略・・・）

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メンバ変数、メンバ関数の宣言の追加

OpenGLRendererBase.h のベースOpenGLレンダラクラス定義にメンバ変数、メンバ関数の宣言を追加します。

class COpenGLRendererBase { public: COpenGLRendererBase(); ~COpenGLRendererBase(); // メンバ変数 private: HGLRC m_hRC; HDC m_hDC; int m_cx; int m_cy; // メンバ関数 private: bool InitializeOpenGL( HWND hWnd ); bool SetupPixelFormat(); bool SetupViewport(); bool SetupProjectionMatrix(); bool SetupModelViewMatrix(); bool PreRenderScene() { return true; } void RenderStockScene(); bool RenderScene() { return true; } bool PostRenderScene() { return true; } void RenderAxis(); public: void UninitializeOpenGL( HWND hWnd ); void ChangeSize( HWND hWnd, int cx, int cy ); void Render(); };

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メンバ変数の初期化

OpenGLRendererBase.cpp のベースOpenGLレンダラクラスのコンストラクタにメンバ変数の初期化を追加します。

COpenGLRendererBase::COpenGLRendererBase() : m_hRC( NULL ), m_hDC( NULL ), m_cx( 0 ), m_cy( 0 ) { }

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OpenGL初期化処理

OpenGLRendererBase.cpp の末尾にOpenGL初期化処理の定義を追加します。

bool COpenGLRendererBase::InitializeOpenGL( HWND hWnd ) { // デバイスコンテキストの作成 m_hDC = GetDC( hWnd ); if( NULL == m_hDC ) { assert( !"m_pDC is NULL" ); return false; } // OpenGL pixel format の設定 if( !SetupPixelFormat() ) { assert( !"SetupPixelFormat failed" ); return false; } // レンダリングコンテキストの作成 m_hRC = wglCreateContext( m_hDC ); if( 0 == m_hRC ) { assert( !"wglCreateContext failed" ); return false; } // レンダリングコンテキストの設定 if( TRUE != wglMakeCurrent( m_hDC, m_hRC ) ) { assert( !"wglMakeCurrent failed" ); return false; } // クリア処理 glClearColor( 0, 0, 0, 0 ); // クリアカラー glClearDepth( 1.0f ); // クリア深度 // デプス処理 glEnable( GL_DEPTH_TEST ); // デプステスト glDepthFunc( GL_LEQUAL ); //デプスファンク（同じか、手前にあるもので上描いていく） // ポリゴン処理 glPolygonMode( GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL ); // ポリゴン（GL_TRIANGLES等）は、両面共塗りつぶす。 glDisable( GL_CULL_FACE ); // 裏を向いている面のカリング（カリングしない＝裏面も描画） glEnable( GL_POLYGON_OFFSET_FILL ); // ポリゴンオフセットフィル（面と線が重なる場合のカスレ防止） glPolygonOffset( 1.0f, 1.0f ); // ポリゴンオフセット量 // ライティング処理 glDisable( GL_LIGHTING ); // 光源 glEnable( GL_NORMALIZE ); // OpenGL側で法線ベクトルを単位法線ベクトル化するようにする glLightModeli( GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, 1 ); // 面の表と裏に光があたるようにする（0:表面のみ光があたる。1:裏面にも光があたる） glDisable( GL_COLOR_MATERIAL ); // カラー設定値をマテリアルとして使用 return true; } bool COpenGLRendererBase::SetupPixelFormat() { static PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd = { sizeof( PIXELFORMATDESCRIPTOR ), 1, PFD_DRAW_TO_WINDOW | PFD_SUPPORT_OPENGL | PFD_DOUBLEBUFFER, PFD_TYPE_RGBA, 24, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 32, 0, 0, PFD_MAIN_PLANE, 0, 0, 0, 0 }; int iPixelFormat; if( 0 == ( iPixelFormat = ChoosePixelFormat( m_hDC, &pfd ) ) ) { assert( !"ChoosePixelFormat is failed" ); return FALSE; } if( TRUE != SetPixelFormat( m_hDC, iPixelFormat, &pfd ) ) { assert( !"SetPixelFormat is failed" ); return FALSE; } return true; }

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OpenGL終了処理

OpenGLRendererBase.cpp の末尾にOpenGL終了処理の定義を追加します。

void COpenGLRendererBase::UninitializeOpenGL( HWND hWnd ) { wglMakeCurrent( NULL, NULL ); if( m_hRC ) { wglDeleteContext( m_hRC ); m_hRC = NULL; } if( m_hDC ) { ReleaseDC( hWnd, m_hDC ); m_hDC = NULL; } }

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ビューポート設定処理

OpenGLRendererBase.cpp の末尾にビューポート設定処理の定義を追加します。

bool COpenGLRendererBase::SetupViewport() { glViewport( 0, 0, m_cx, m_cy ); return true; }

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投影変換行列の構築処理

OpenGLRendererBase.cpp の末尾に視野角錐台設定処理の定義を追加します。

bool COpenGLRendererBase::SetupProjectionMatrix() { glMatrixMode( GL_PROJECTION ); glLoadIdentity(); glOrtho( -m_cx * 0.5 / 10.0, m_cx * 0.5 / 10.0, -m_cy * 0.5 / 10.0, m_cy * 0.5 / 10.0, 0.1, 1000.0 ); // 投影変換行列に対する処理はここで完結。 // 以降の変換行列処理は、モデルビュー変換行列に対して実施されるようにする。 glMatrixMode( GL_MODELVIEW ); return true; }

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モデリングビューイング変換行列の構築処理

OpenGLRendererBase.cpp の末尾に視点座標変換処理の定義を追加します。

bool COpenGLRendererBase::SetupModelViewMatrix() { glMatrixMode( GL_MODELVIEW ); glLoadIdentity(); gluLookAt( 0.0, 0.0, 500.0, // 視点 0.0, 0.0, 0.0, // 注視点 0.0, 1.0, 0.0 ); // 上ベクトル return true; }

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サイズ変更処理

OpenGLRendererBase.cpp の末尾にサイズ変更処理の定義を追加します。

void COpenGLRendererBase::ChangeSize( HWND hWnd, int cx, int cy ) { if( 0 >= cx || 0 >= cy ) { return; } if( NULL == m_hRC ) { // OpenGL初期化処理 InitializeOpenGL( hWnd ); } if( NULL != m_hRC ) { // 画面大きさの設定 m_cx = cx; m_cy = cy; // ビューポート設定処理 SetupViewport(); // 投影変換行列の設定 SetupProjectionMatrix(); // モデリング＆ビューイング変換行列の設定 SetupModelViewMatrix(); } }

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描画処理

OpenGLRendererBase.cpp の末尾に描画処理の定義を追加します。

void COpenGLRendererBase::Render() { if( !m_hDC ) { return; } // レンダリングコンテキストの設定 // MDI描画において必須。SDIにおいては省略可(InitializeOpenGL関数内で呼び出し済みなので）。 // 以降のOpenGL関数による描画は、指定したレンダリングコンテキス上に描画される。 wglMakeCurrent( m_hDC, m_hRC ); glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); PreRenderScene(); glPushMatrix(); RenderStockScene(); glPopMatrix(); glPushMatrix(); RenderScene(); glPopMatrix(); PostRenderScene(); glFinish(); SwapBuffers( m_hDC ); } void COpenGLRendererBase::RenderStockScene() { RenderAxis(); } void COpenGLRendererBase::RenderAxis() { float points[4][3]; points[0][0] = 0.0; points[0][1] = 0.0; points[0][2] = 0.0; points[1][0] = 10; points[1][1] = 0.0; points[1][2] = 0.0; points[2][0] = 0.0; points[2][1] = 10; points[2][2] = 0.0; points[3][0] = 0.0; points[3][1] = 0.0; points[3][2] = 10; glPushAttrib( GL_CURRENT_BIT | GL_LINE_BIT ); // 色 | 線情報 glLineWidth( 2.0 ); glBegin( GL_LINES ); glColor3ub( 255, 0, 0 ); glVertex3fv( points[0] ); glVertex3fv( points[1] ); glColor3ub( 0, 255, 0 ); glVertex3fv( points[0] ); glVertex3fv( points[2] ); glColor3ub( 0, 0, 255 ); glVertex3fv( points[0] ); glVertex3fv( points[3] ); glEnd(); glPopAttrib(); }

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レンダラオブジェクトの宣言

ModelViewer.cpp に、
#include "OpenGLRendererBase.h"
および
COpenGLRendererBase glrenderer;
を追加します。

// ModelViewer.cpp : アプリケーションのエントリ ポイントを定義します。 // #include "stdafx.h" #include "ModelViewer.h" #include "OpenGLRendererBase.h" #define MAX_LOADSTRING 100 // グローバル変数: HINSTANCE hInst; // 現在のインターフェイス WCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING]; // タイトル バーのテキスト WCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING]; // メイン ウィンドウ クラス名 COpenGLRendererBase glrenderer; （・・・略・・・）

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ウィンドウスタイルの変更

OpenGLが他のウィンドウに描画するのを防ぐために、ModelViewer.cpp の InitInstance関数内のCreateWindows関数呼び出しのウィンドウスタイルパラメータに、WS_CLIPSIBLINGS と WS_CLIPCHILDREN　を追加します。

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow) { hInst = hInstance; // グローバル変数にインスタンス処理を格納します。 //HWND hWnd = CreateWindowW(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW, // CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, nullptr, nullptr, hInstance, nullptr); HWND hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_CLIPSIBLINGS | WS_CLIPCHILDREN, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, nullptr, nullptr, hInstance, nullptr); （・・・略・・・）

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WM_PAINTメッセージ処理の変更

ModelViewer.cpp の WndProc関数の、WM_PAINTメッセージ処理の、BeginPaintとEndPaintの間に描画処理の呼び出しを追加します。

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { （・・・省略・・・） switch (message) { （・・・省略・・・） case WM_PAINT: { PAINTSTRUCT ps; HDC hdc = BeginPaint(hWnd, &ps); // TODO: HDC を使用する描画コードをここに追加してください... glrenderer.Render(); EndPaint(hWnd, &ps); } break; （・・・以下略・・・）

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WM_DESTROYメッセージ処理の変更

ModelViewer.cpp の WndProc関数の、WM_DESTROYメッセージ処理に、OpenGL終了処理の呼び出しを追加します。

case WM_DESTROY: glrenderer.UninitializeOpenGL(hWnd); PostQuitMessage(0); break;

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WM_ERASEBKGNDメッセージ処理の追加

画面の描画はOpenGLがすべてを行うので、既定の画面背景消去処理を無効にします。
ModelViewer.cpp の WndProc関数に、WM_DESTROYメッセージ処理を追加します。
処理は、return 1;　とします。

（・・・略・・・） case WM_DESTROY: glrenderer.UninitializeOpenGL(hWnd); PostQuitMessage(0); break; case WM_ERASEBKGND: return 1; default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); （・・・略・・・）

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WM_SIZEメッセージ処理の追加

ModelViewer.cpp の WndProc関数に、WM_SIZEメッセージ処理を追加します。
サイズ変更処理の呼び出しを追加します。

（・・・略・・・） case WM_ERASEBKGND: return 1; case WM_SIZE: glrenderer.ChangeSize( hWnd, LOWORD(lParam), HIWORD(lParam) ); break; default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); （・・・略・・・）

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実行

実行結果

ダウンロード

ソースファイルダウンロード ( ModelViewerOpenGLWinAPI2015_01_base.zip )

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