Введение в программирование OpenGL. Технология OpenGL

Эти лекции посвящены компьютерной графике, а именно тому, как использовать OpenGL в Delphi.

OpenGL - не отдельная программа, а часть операционной системы. Это означает, что откомпилированное приложение, использующее OpenGL, не нуждается ни в каких дополнительных программах и модулях, кроме стандартных, содержащихся на любом компьютере с установленной операционной системой Windows.
Вообще говоря, в этих лекциях идет речь о программировании приложений, использующих графический акселератор, однако все приводимые программы будут работать и на компьютере, не оснащенном ускорителем.
Для программистов, использующих язык С, существует множество источников, из которых можно почерпнуть сведения о том, как использовать библиотеку OpenGL, для программистов же, работающих с Delphi, таких источников крайне мало. Данные лекции призваны восполнить этот недостаток информации.
В состав стандартной поставки Delphi (начиная с третьей версии) входит заголовочный файл, позволяющий строить приложения с использованием OpenGL, a также справочный файл по командам этой библиотеки. Однако инсталляция Delphi не снабжается ни одним примером по использованию OpenGL, a из файла справок новичку трудно понять, как это сделать. Поэтому основная цель лекций - помочь программистам, в том числе и опытным, разобраться в этой теме.
В свое время, когда я сам учился использовать OpenGL в проектах Delphi, никаких источников, кроме набора текстов программ на языке С из файла оперативной помощи, у меня не было, и начинал я с того, что просто переносил эти программы на Delphi. Такая практика оказалась весьма полезной. Поэтому многие примеры в лекциях представляют собой "перевод" свободно распространяемых программ, изначально написанных на С. В текстах модулей этих примеров я оставил указание на авторов исходных версий.

В лекциях вы также встретите множество оригинальных программ. Кроме того, я по мере возможностей старался приводить и рекомендации профессионалов, содержащиеся в учебных программах пакета OpenGL SDK (Software Design Kit) и других учебных курсов, поскольку многие читатели не имеют возможности самостоятельно перенести эти программы на Delphi и, думаю, нуждаются в некоторой помощи.

Лекции задумывались как учебник, которого мне когда-то не хватало, и именно такими я их и написал, в соответствии со своим опытом и пристрастиями.
Хотелось бы отметить следующие особенности лекций.

В главе 1 описываются базовые механизмы операционной системы. Знание этих механизмов необходимо для понимания того, как построить
минимальное приложение, использующее OpenGL. Умудренные опытом программисты со стажем, пришедшие к Delphi после изрядной практики в Turbo Pascal, вряд ли найдут в этой главе что-то новое, за исключением разделов, непосредственно относяшихся к OpenGL. Поэтому эту главу я рекомендую внимательно прочитать тем, кто пока не имеет достаточного опыта.
Сегодня студенты в большинстве учебных заведений начинают знакомство с программированием непосредственно с изучения Delphi, не повторяя весь путь, пройденный предыдущим поколением программистов.
Можно сказать, что система программирования Delphi явилась подлинной революцией, полностью изменившей взгляд на программирование и, в частности, на программирование для Windows. 3a прошедшие годы ряды программистов пополнились армией людей, способных быстро, подчас виртуозно, создать масштабное приложение, не имея особого понятия ни об архитектуре Windows, ни об основополагающих принципах работы приложения и его взаимодействия с операционной системой. В принципе, этих знаний и не требуется, чтобы создать приложение типа калькулятора или программы расчета напряжения в трубе. Однако при использовании OpenGL даже для построения минимальной программы необходимо иметь представление о базовых понятиях операционной системы.
Глава 2 посвящена примитивам OpenGL - базовым фигурам, из которых строятся объекты сцены. Собственно с этой главы и начинается рисование. Все примеры в ней плоскостные, однако пропускать ее не стоит, поскольку весь остальной материал предполагает наличие знаний и навыков, полученных при ее изучении. Материала главы достаточно для того, чтобы читатель смог построить график функции или чертеж автомобиля.
Глава 3 продолжает вводный курс по построениям в OpenGL - здесь читатель получит навыки трехмерной графики. Заканчивается глава разбором методов создания анимации. После изучения этой главы читатель сможет создавать уже довольно сложные модели, например, нарисовать автомобиль или самолет.
Глава 4 знакомит с тем, как приблизить качество изображения к фотореалистическому и как использовать OpenGL для создания специальных эффектов. Это самая важная глава лекций. После усвоения ее материала читатель сможет нарисовать, например, модель Вселенной со всеми ее компонентами.
Глава 5 содержит пример построения сравнительно масштабного приложения, визуализирующего работу робототехнической установки Здесь читатель может получить представление о том, как создавать подобные приложения и как можно использовать OpenGL для "серьезных" целей Здесь же можно углубить знания по важнейшим понятиям операционной системы
Глава 6 освещает некоторые дополнительные темы использования OpenGL. такие как вывод текста и выбор Здесь же содержится еще один пример сравнительно большой программы - модельера, позволяющего из набора базовых объектов создавать сложные системы и автоматизировать подготовку кода для таких систем.

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.