![[Top bar]](../../common/images/Topbar-es.gif){kind=small}
![[Bottom bar]](../../common/images/Bottombar-es.gif){kind=small}
![[Foto del Autor]](../../common/images/Carlos_C.gif)
por Carlos Calzada Grau Sobre el Author: Soy licenciado en inform�tica y desde que me regalaron un Spectrum me han gustado los gr�ficos por ordenador. Soy muy aficionado a Linux, a su filosof�a de desarrollo y a todo lo que no tiene que ver con micro$oft. Los bons�is y los acuarios son mis aficiones no relacionadas con los aparatitos, estos con pantalla y teclado. Contenidos: |
![[Ilustracion]](../../common/images/lfmeta.gif)
Resumen:
En este tercer art�culo de la serie sobre Renderman (III) trataremos uno de los aspectos m�s importantes: la posibilidad de modelar y animar una escena utilizando "C" o "C++".
Como hemos podido ver en los dos art�culos anteriores, crear una escena o una animaci�n escribiendo directamente en un fichero de texto es una tarea tediosa. �Te imaginas hacer un fichero ".rib" con el movimiento de una pelota botando?. Para hacernos la vida un poco m�s f�cil tenemos la posibilidad de escribir en "C" o "C++" el modelo de la escena o animaci�n con una serie de funciones que sacan por la salida est�ndar los comandos Renderman que queramos. Esta salida la podemos pasar a trav�s de un tubo (pipe) a otro proceso (como rendrib, rendribv o rgl) o redireccionarla directamente hacia un fichero .rib.
Cuando instalamos Blue Moon Rendering Tools, nos aparecen dos directorios llamados lib e include. En �stos encontramos cuatro ficheros de los cuales dos son los que nos interesan: ri.h y libribout.a que son las declaraciones y la librer�a de funciones respectivamente. Debemos copiar ri.h a /usr/local/include y libribout.a a /usr/local/lib (tambi�n se pueden poner en otro sitio pero este es un lugar adecuado) y ya est�, estamos listos para nuestro primer programa.
En este primer programa veremos lo b�sico de la programaci�n con Renderman. Como en cualquier programa C, debemos incluir el correspondiente .h antes de utilizar una librer�a, en nuestro caso ser� ri.h. Adem�s deberemos enlazar (link) el programa con la librer�a, para ello deberemos hacer lo siguiente:
gcc miprograma.c -o miprograma -lribout -lm
Nosotros utilizaremos un Makefile para ahorrarnos algo de trabajo a la hora de teclear:
LIBS = -lm -lribout PROGNAME = primero all: $(PROGNAME) $(PROGNAME).o: $(PROGNAME).c gcc -c $(PROGNAME).c $(PROGNAME): $(PROGNAME).o gcc -o $(PROGNAME) $(PROGNAME).o $(LIBS) |
El primer programa que haremos consistir� en unos ejes y una pelota en el centro, lo llamaremos primero.c (�que original!) y es el siguiente:
1 #include <stdio.h>
2 #include <math.h>
3 #include <ri.h>
4
5 void main(void)
6 {
7 int i;
8 int x,y,z;
9 int nf;
10 float slopex,slopey,slopez;
11
12 RtColor Rojo={1,0,0};
13 RtColor Verde={0,1,0};
14 RtColor Azul={0,0,1};
15 RtColor Blanco={1,1,1};
16
17 RtPoint p1={30,0,10}; /* Posicicion inicial de la pelota */
18 RtPoint p2={0,20,10}; /* Posicion final de la pelota */
19
20 RtPoint from={0,100,100}; /* Direccion de la luz */
21 RtPoint to={0,0,0};
22
23 char name[]="primero.tif";
24 RtFloat fov=45;
25 RtFloat intensity1=0.1;
26 RtFloat intensity2=1.5;
27 RtInt init=0,end=1;
28
29 RiBegin(RI_NULL);
30 RiFormat(320,240,1);
31 RiPixelSamples(2,2);
32 RiShutter(0,1);
33 RiFrameBegin(1);
34 RiDisplay(name,"file","rgb",RI_NULL);
35 name[7]++;
36 RiProjection("perspective","fov",&fov,RI_NULL);
37 RiTranslate(0,-5,60);
38 RiRotate(-120,1,0,0);
39 RiRotate(25,0,0,1);
40 RiWorldBegin();
41 RiLightSource("ambientlight","intensity",&intensity1,RI_NULL);
42 RiLightSource("distantlight","intensity",&intensity2,"from",from,"to",to,RI_NULL);
43 RiColor(Azul);
44 RiTransformBegin();
45 RiCylinder(1,0,20,360,RI_NULL);
46 RiTranslate(0,0,20);
47 RiCone(2,2,360,RI_NULL);
48 RiTransformEnd();
49 RiColor(Verde);
50 RiTransformBegin();
51 RiRotate(-90,1,0,0);
52 RiCylinder(1,0,20,360,RI_NULL);
53 RiTranslate(0,0,20);
54 RiCone(2,2,360,RI_NULL);
55 RiTransformEnd();
56 RiColor(Rojo);
57 RiTransformBegin();
58 RiRotate(90,0,1,0);
59 RiCylinder(1,0,20,360,RI_NULL);
60 RiTranslate(0,0,20);
61 RiCone(2,2,360,RI_NULL);
62 RiTransformEnd();
63 RiColor(Blanco);
64 RiSphere(5,-5,5,360,RI_NULL);
65 RiWorldEnd();
66 RiFrameEnd();
67 RiEnd();
68 };
|
En las tres primeras lineas tenemos una serie de #includes entre los que est� ri.h que es el que tiene los prototipos de las funciones. Cada llamada de Renderman tiene su funci�n equivalente en ri.h, as� pues, TransformBegin se corresponde con la funci�n RiTransformBegin(), etc. Haciendo make generamos el fichero ejecutable primero. Si lo ejecutamos tendremos por la salida est�ndar una serie de comandos Renderman, �stos los podemos redireccionar a un fichero (primero > primero.rib) o redireccionarlo a otro proceso (primero | rendrib). Si optamos por la �ltima forma, rendrib generar� el fichero renderizado primero.tif:
Antes de poder utilizar cualquiera de las llamadas en un programa debemos hacer una llamada a RiBegin(RI_NULL) y al acabar un llamada a RiEnd(). El par�metro que le pasamos a RiBegin es t�picamente RI_NULL. Para evitar el env�o de RIB's hacia la salida est�ndar podemos poner en este argumento el nombre de un fichero ("mifichero.rib") e incluso el nombre de un proceso (como rendrib) y de esta forma pas�rselo a un programa sin necesidad de crear un fichero RIB intermedio.
En el listado podemos ver, adem�s de las cosas t�picas de C, algunos tipos y funciones propios del interface de Renderman: tenemos el tipo RtColor que es un vector de tres reales indicando la cantidad de rojo, verde y azul (con valores entre 0.0 y 1.0), vemos tambi�n el tipo RtPoint que indica posiciones en el espacio y RtFloat y RtInt que son el tipo real y entero respectivamente.
En la l�nea 29 tenemos la llamada RiBegin(RI_NULL) que como hemos dicho antes es la primera que debemos usar. A partir de aqu� tenemos m�s o menos lo que escribir�amos en un fichero RIB. Esto lo podemos comprobar ejecutando el programa y redireccion�ndolo a un fichero (./primero > primero.rib), obtendremos lo siguiente:
##RenderMan RIB-Structure 1.0 version 3.03 Format 320 240 1 PixelSamples 2 2 Shutter 0 1 FrameBegin 1 Display "camara.tif" "file" "rgb" Projection "perspective" "fov" [45 ] Translate 0 -5 60 Rotate -120 1 0 0 Rotate 25 0 0 1 WorldBegin LightSource "ambientlight" 1 "intensity" [0.1 ] LightSource "distantlight" 2 "intensity" [1.5 ] "from" [0 100 100] "to" [0 0 0] Color [0 0 1] TransformBegin Cylinder 1 0 20 360 Translate 0 0 20 Cone 2 2 360 TransformEnd Color [0 1 0] TransformBegin Rotate -90 1 0 0 Cylinder 1 0 20 360 Translate 0 0 20 Cone 2 2 360 TransformEnd Color [1 0 0] TransformBegin Rotate 90 0 1 0 Cylinder 1 0 20 360 Translate 0 0 20 Cone 2 2 360 TransformEnd Color [1 1 1] Sphere 5 -5 5 360 WorldEnd FrameEnd |
Viendo esto podemos pensar que generar escenas de esta forma es m�s costoso ya que tenemos que hacer exactamente lo mismo, definir todas las cosas y posicionarlas en la escena, pero la verdadera potencia de la librer�a estriba en las animaciones. Este ejemplo consta s�lo de un frame as� que a continuaci�n haremos que la pelota se mueva.
En este segundo programa usaremos exactamente la misma escena pero haremos que la pelota se desplace desde la posici�n (30,0,10) a la posici�n (0,20,10) que es m�s o menos desde la derecha de la pantalla hasta la izquierda. Estas dos posiciones las definiremos como RtPoint (lineas 18 y 19). El n�mero de frames o im�genes de las que constar� nuestra animaci�n lo definimos con la variable nf. A partir de este n�mero y de las posiciones inicial y final obtenemos el paso por frame en los tres ejes (slopex, slopey y slopez). Con todo esto, lo �nico que nos falta es variar la posici�n de la pelota en funci�n del n�mero de frame en que nos encontremos. Esto lo hacemos en las lineas 75 a 78, donde un TransformBegin/TransformEnd se encarga de definir la posici�n de la bola. La posici�n la calculamos de una forma muy simple como podemos ver en la l�nea 76.
1 #include <stdio.h>
2 #include <math.h>
3 #include <ri.h>
4 #include "filename.h"
5
6 void main(void)
7 {
8 int i;
9 int x,y,z;
10 int nf;
11 float slopex,slopey,slopez;
12
13 RtColor Rojo={1,0,0};
14 RtColor Verde={0,1,0};
15 RtColor Azul={0,0,1};
16 RtColor Blanco={1,1,1};
17
18 RtPoint p1={30,0,10}; /* Posicicion inicial de la pelota */
19 RtPoint p2={0,20,10}; /* Posicion final de la pelota */
20
21 RtPoint from={0,100,100}; /* Direccion de la luz */
22 RtPoint to={0,0,0};
23
24 char base[]="camara_";
25 char ext[]="tif";
26 char name[50];
27 RtFloat fov=45;
28 RtFloat intensity1=0.1;
29 RtFloat intensity2=1.5;
30 RtInt init=0,end=1;
31
32 nf=100; /* Numero de frames */
33 slopex=(p2[0]-p1[0])/nf;
34 slopey=(p2[1]-p1[1])/nf;
35 slopez=(p2[2]-p1[2])/nf;
36
37 RiBegin(RI_NULL);
38 RiFormat(320,240,1);
39 RiPixelSamples(2,2);
40 RiShutter(0,1);
41 for (i=1;i <= nf;i++)
42 {
43 RiFrameBegin(i);
44 filename(base,ext,sizeof(base)+4,i-1,name);
45 RiDisplay(name,"file","rgb",RI_NULL);
46 name[7]++;
47 RiProjection("perspective","fov",&fov,RI_NULL);
48 RiTranslate(0,-5,60);
49 RiRotate(-120,1,0,0);
50 RiRotate(25,0,0,1);
51 RiWorldBegin();
52 RiLightSource("ambientlight","intensity",&intensity1,RI_NULL);
53 RiLightSource("distantlight","intensity",&intensity2,"from",from,"to",to,RI_NULL);
54 RiColor(Azul);
55 RiTransformBegin();
56 RiCylinder(1,0,20,360,RI_NULL);
57 RiTranslate(0,0,20);
58 RiCone(2,2,360,RI_NULL);
59 RiTransformEnd();
60 RiColor(Verde);
61 RiTransformBegin();
62 RiRotate(-90,1,0,0);
63 RiCylinder(1,0,20,360,RI_NULL);
64 RiTranslate(0,0,20);
65 RiCone(2,2,360,RI_NULL);
66 RiTransformEnd();
67 RiColor(Rojo);
68 RiTransformBegin();
69 RiRotate(90,0,1,0);
70 RiCylinder(1,0,20,360,RI_NULL);
71 RiTranslate(0,0,20);
72 RiCone(2,2,360,RI_NULL);
73 RiTransformEnd();
74 RiColor(Blanco);
75 RiTransformBegin();
76 RiTranslate(p1[0]+slopex*(i-1),p1[1]+slopey*(i-1),p1[2]+slopez*(i-1));
77 RiSphere(5,-5,5,360,RI_NULL);
78 RiTransformEnd();
79 RiWorldEnd();
80 RiFrameEnd();
81 }
82 RiEnd();
83 };
|
Podemos pasar ahora a probar nuestro programa, para ello procederemos de la misma forma que en el programa anterior: lo compilamos y lo ejecutamos redireccion�ndolo, por ejemplo, a rendribv. Podemos de esta forma ver como queda nuestra animaci�n de forma r�pida y a una velocidad aceptable. Para ver el fichero rib que se genera no tienes m�s que redireccionar la salida hacia un fichero. Podr�s comprobar que el fichero es bastante grande (segundo.rib ocupa 70kb) ya que tenemos repetido la definici�n de la escena 100 veces (una por cada frame).
En las siguientes figuras podemos ver una serie de im�genes de la animaci�n:
Por supuesto podemos animar cualquier cosa que se nos ocurra: la posici�n de los objetos, su tama�o, la intensidad de la luz, la c�mara, hacer que aparezcan o desaparezcan cosas, etc.
En este �ltimo ejemplo veremos como hacer que la pelota bote. Para ello definimos una funci�n rebote() a la cual le pasamos tres par�metros: el n�mero de frame actual, el n�mero total de frames por rebote y la m�xima altura a la que queremos rebotar. A continuaci�n podemos ver la implementaci�n:
float rebote (int i, int nframes, int max)
{
float min, z;
while (i > nframes) i-=nframes;
min=sqrt(max);
z=i-((float)nframes/2.0);
z=(z*min)/((float)nframes/2.0);
z=(float)max - (z*z);
return(z);
}
|
Con unos sencillos c�lculos transformamos la t�pica funci�n de par�bola (y=x^2) para que se ajuste al n�mero de frames y a la altura que deseamos. En las siguientes figuras tenemos un parte de las im�genes que se generan para cada rebote en el programa tercero.c:
Para ver las animaciones hemos creado unos GIF's animados de las escenas aunque van un poco lentos (por lo menos con el Netscape) aunque con xanim funcionan a una velocidad aceptable:
Movimiento rectil�neo: segundo_anim.gif
Movimiento parab�lico: tercero_anim.gif
Con esto acabamos con los aspectos b�sicos del interface de Renderman y su programaci�n. La parte m�s avanzada y tambi�n la m�s espectacular es la programaci�n de shaders. Con esto conseguimos un control total sobre el proceso de rendering y sobre el aspecto final de la escena ya que podemos controlar texturas, iluminaci�n, etc.
|
Contactar con el equipo de LinuFocus
© Carlos Calzada Grau LinuxFocus 1999 |
1999-07-02, generated by lfparser version 0.6
