TP 3: Effets Spéciaux

But:

Dans ce TP, vous allez vous amuser avec quelques effets spéciaux. Certains sont prévus directement dans OpenGL, comme le fog ou le blending, certains autres ne sont pas vraiment prévus mais peuvent être simulés sous certaines conditions (ombres portées et reflets).

Description:

Le programme ouvre une fenêtre sur un environnement contenant les objets du TP précédent (une sphère, les deux objets plans, et le plan horizontal texturé). Le travail consistera à intégrer au code existant les effets spéciaux suivants: fog, transparence des objets plans, ombres portées et reflets des objets sur le plan horizontal.

Pendant l'exécution du programme, tous les effets spéciaux seront activables par l'intermédiaire d'un menu accessible grâce au bouton du milieu de la souris. La sélection d'un élément du menu active ou désactive alternativement le paramètre correspondant. Le menu est déjà en place, mais il n'a pour l'instant aucun effet visible.

Le programme fourni comprend par ailleurs une solution aux deux TP précédents (ombrage et déplacement), à ceci près que toutes les options (du menu de droite) sont activées par défaut (lumières, matériaux, textures).

Implémentation:

Fog:

Le fog doit avoir une couleur de (0.8, 0.8, 0.8). Utilisez un mode linéaire. Le fog doit commencer à une distance de 1 du point de vue, et être total à une distance de 30. Ces paramètres sont fixes, donc peuvent se spécifier à l'initialisation d'OpenGL.
Vous avez également un travail à faire dans la fonction middle_menu_handle, pour activer ou désactiver le fog. N'oubliez pas que pour un effet réaliste, la couleur de fond doit être la même que celle du fog, quand celui-ci est activé.

Transparence:

Afin d'éviter le problème des color buffers ne supportant pas de composante alpha, nous n'utiliserons que les composantes source alpha. À cet effet, vous noterez que toutes les couleurs ont été modifiées par rapport au TP précédent pour fournir une composante alpha de 0.5. La texture de bois est déjà dotée de cette composante.

On décide de rendre les deux objets latéraux transparents; les autres resteront opaques. Pour ce faire, le blending devra être utilisé, mais attention: le blending sert aussi à d'autres choses (par exemple, les reflets).

Le blending se fera par modulation de la source par sa propre composante alpha, et modulation de la destination par 1 moins cette même composante.

Ombres Portées

Le tracé des ombres portées doit être fait dans la fonction shadows_draw(). Il s'agit de tracer les ombres issues des objets, de la lumière globale seulement (pas de celle du point de vue) et qui se projettent sur le plan.

La lumière a pour direction (0, -1, -0.5) et le plan a pour équation y = -2. Pour éviter que les ombres et le plan ne soient exactement à la même hauteur (ce qui produirait du "flickering"), on les projettera à -1.99 plutôt qu'à -2. À vous de trouver la bonne matrice de projection. Notez que ceci se fait normalement en utilisant une fonctionnalité d'OpenGL appellée "Polygon Offset".
Pour calculer la couleur de l'ombre, on fera du blending vers le noir en utilisant la composante alpha des objets pour moduler la couleur du plan. Autrement dit, on ne tiendra pas compte de la couleur des objets eux même (qui devrait normalement être prise en compte pour les objets transparents).
N'oublions pas non plus de ne tracer les ombres que là où se trouve le plan (il y a donc du travail de stencil à faire).

Reflets

Le tracé des reflets doit être fait dans la fonction reflections_draw(). Il s'agit de refléter les objets sur le plan.

Les reflets doivent être tracés symétriquement par rapport au plan horizontal.
N'oubliez pas que tout doit être inversé pour tracer les reflets: non seulement les objets, mais aussi les lumières. Faites aussi attention aux normales, au culling etc...
N'oublions pas non plus de ne tracer les reflets que là où se trouve le plan (il y a donc du travail de stencil à faire).

Tracé du plan horizontal

En fonction de la présence de reflets ou d'ombres portées, le tracé du plan horizontal pose des problèmes (qui ont tous des solutions :-).

Dans la fonction window_redisplay, il faut commencer par tracer le plan dans le stencil buffer si des reflets ou des ombres sont demandées. Mais attention: ne pas le tracer dans le color buffer à ce moment.
Si des reflets sont demandés, ceux-ci sont tracés avant le plan lui-meme. Donc, pour les voir apparaitre, le plan doit être tracé avec du blending. Pour ce cas précis, on utilisera la couleur du plan en plein (c'est à dire une modulation de 1) et une modulation de destination correspondante à la composante alpha de la couleur du plan.
Si les reflets ne sont pas actifs, le plan ne doit pas être tracé avec blending
Enfin, n'oubliez pas de définir, dans la fonction main, les paramètres initiaux pour le stencil buffer, et en particulier la valeur de nettoyage.

Conseils:

Commencez par lire posément le code fourni, afin de vous familiariser avec son architecture.
Le fog ne pose pas de problème. Commencez par là.
La transparence des deux objets plans peut se faire ensuite.
Pour ce qui concerne les ombres portées et les reflets, ne traitez pas tout de suite le problème du stencil: commencez par tracer les objets en ombre et en reflet au bon endroit, puis attaquez-vous au problème du tracé du plan, et seulement à la fin, paufinez tout ça avec l'utilisation du stencil buffer.

Fonctions utiles:

glClearStencil, glFog*, glBlendFunc, glStencilOp, glStencilFunc, glDrawBuffer, glCullFace, glScalef, et toutes les anciennes...