OpenGL de プログラミング

フラグメントシェーダはピクセル単位の処理である。
従って、画像処理もできる。
例えばグレイスケール画像への変換は次のようになる。

【例】：fragment.cg　グレースケール変換

//フラグメントの入力
struct FragmentIn
{
	float4 position : POSITION; //ラスタライズ用(使用しない)
	float3 color : COLOR; 
	…　…
};

//フラグメントの出力
struct FragmentOut
{
	float3 color : COLOR;
};

//--------- フラグメントシェーダメイン関数 ------------//
FragmentOut CgFragmentMain(in FragmentIn input,　…　…)
{
	FragmentOut output;//フラグメント出力

	float gray = dot(input.color.xyz, float3(0.299, 0.587, 0.114));
       
	output.color = float3(gray,gray,gray);
	return output;
}

• Cg編08::まとめ1(グレイスケール変換)

シェーダを使って画像処理を行う場合は、画像をテクスチャにしておく。
処理は、そのテクスチャに対して行う。

表示する時は平行投影を使う。
そして、描画の時はウィンドウのサイズに合わせた矩形を描画すればよい。

【例】：表示させる

//画像サイズ情報
struct ImageSizeInfo
{
	int w;
	int h;
};
ImageSizeInfo imgInfo;
…　…

void reshape(int w, int h)
{
	glutReshapeWindow(imgInfo.w,imgInfo.h);//画像サイズにウィンドウを合わせる
	glViewport(0, 0, imgInfo.w,imgInfo.h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	gluOrtho2D(0,imgInfo.w,0,imgInfo.h);//平行投影
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}
…　…
glBegin(GL_QUADS);
glTexCoord2f(0.f,0.f);	
glVertex2f(0.f,0.f);
	
glTexCoord2f(1,0.f);
glVertex2f(imgInfo.w,0.f);
	
glTexCoord2f(1, 1);
glVertex2f(imgInfo.w, imgInfo.h);
	
glTexCoord2f(0.f, 1);	
glVertex2f(0.f, imgInfo.h);
glEnd();
…　…

【例】：vertex.cg

//入力頂点
struct VertexIn
{
	float4 position : POSITION;
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//出力頂点
struct VertexOut
{
	float4 position : POSITION;
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//-------- 頂点シェーダメイン関数 ---------//
VertexOut CgVertexMain(in VertexIn input,uniform float4x4 modelViewProj)
{
	VertexOut output;//出力用
	output.position = mul(modelViewProj, input.position);
	output.texcoord = input.texcoord;

	return output;
}

▲投影変換する＋テクスチャ座標をわたす

【例】：fragment.cg

//フラグメントの入力
struct FragmentIn
{
	float4 position : POSITION; //ラスタライズ用(使用しない)
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//フラグメントの出力
struct FragmentOut
{
	float3 color : COLOR;
};

//--------- フラグメントシェーダメイン関数 ------------//
FragmentOut CgFragmentMain(in FragmentIn input,
								uniform sampler2D decal : TEX0)//TEX0でも可
{
	FragmentOut output;//フラグメント出力
	output.color = tex2D(decal,input.texcoord);
	return output;
}

▲「tex2D関数」でテクセルを拾えばよい

• Cg編08::まとめ2

テクスチャ座標が０〜１の間の値では、ピクセル操作をしにくいかもしれない。
そこでTexture Rectangleを利用することもできる。

基本的に平行投影。
違いは、テクスチャ座標の指定方法。画像のサイズをそのまま対応付けることができる。

glBegin(GL_QUADS);
	
glTexCoord2f(0.f,0.f);	
glVertex2f(0.f,0.f);
	
glTexCoord2f(imgInfo.w,0.f);
glVertex2f(imgInfo.w,0.f);
	
glTexCoord2f(imgInfo.w, imgInfo.h);
glVertex2f(imgInfo.w, imgInfo.h);
	
glTexCoord2f(0.f, imgInfo.h);	
glVertex2f(0.f, imgInfo.h);
glEnd();

頂点シェーダはかわらない。
フラグメントシェーダは「texRECT関数」でテクセル値をとってくる。

【例】：fragment.cg

//フラグメントの入力
struct FragmentIn
{
	float4 position : POSITION; //ラスタライズ用(使用しない)
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//フラグメントの出力
struct FragmentOut
{
	float3 color : COLOR;
};

//--------- フラグメントシェーダメイン関数 ------------//
FragmentOut CgFragmentMain(in FragmentIn input,
								uniform samplerRECT  decal : TEX0)//TEX0でも可
{
	FragmentOut output;//フラグメント出力
	output.color = texRECT(decal,input.texcoord);
	return output;
}

• Cg編08::まとめ3

【例】：fragment.cg

//フラグメントの入力
struct FragmentIn
{
	float4 position : POSITION; //ラスタライズ用(使用しない)
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//フラグメントの出力
struct FragmentOut
{
	float3 color : COLOR;
};


//--------- フラグメントシェーダメイン関数 ------------//
FragmentOut CgFragmentMain(in FragmentIn input,
					uniform samplerRECT  decal : TEX0,
					uniform half Kernels[9])
{
	FragmentOut output;//フラグメント出力

	int k=0;
	for(int y = -1; y < 2; ++y)
	{
		for(int x = -1; x < 2; ++x)
		{
			output.color += texRECT(decal,input.texcoord + half2(y,x)) * Kernels[k];
			++k;
		}
	}

	return output;
}

【例】:main.cpp

CGparameter CgFragmentKernel;//フィルタ用カーネル
float kernelData[9]={-1,-1,-1, -1,9,-1, -1,-1,-1};//係数(鮮鋭化フィルタ)

//名前の関連付けと値設定
CgFragmentKernel = cgGetNamedParameter(CgFragmentProgram, "Kernels");
cgGLSetParameterArray1f(CgFragmentKernel,0,0,kernelData);//配列データを渡す

• Cg編08::まとめ4