الصفحة الرئيسية>المتعلقة بالبرمجة>كود مصدر C#
تنزيل
cglm

؟ الرياضيات OpenGL (glm) لـ C





مكتبة رياضيات ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد محسنة للغاية، والمعروفة أيضًا باسم OpenGL Mathematics (glm) لـ `C` . يوفر cglm الكثير من الأدوات المساعدة لمساعدة العمليات الحسابية على أن تكون سريعة وسريعة في الكتابة. إنه صديق للمجتمع، فلا تتردد في طرح أي مشكلات أو أخطاء واجهتها.

التوثيق

يتم توثيق جميع الوظائف (الإصدارات المضمنة) والمعلمات تقريبًا داخل الرؤوس المقابلة.
التوثيق الكامل: http://cglm.readthedocs.io

؟ ملاحظة للإصدارات السابقة:

  • تم تغيير _dup (مكرر) إلى _copy. على سبيل المثال glm_vec_dup -> glm_vec3_copy
  • تم إسقاط الوظائف ذات الصلة بـ OpenGL لجعل نظام lib الأساسي/الطرف الثالث مستقلاً
  • تأكد من أن لديك أحدث إصدار ولا تتردد في الإبلاغ عن الأخطاء والمتاعب
  • [bugfix] تم تنفيذ زوايا أويلر بترتيب عكسي (خارجي) وتم إصلاحها، والآن أصبحت جوهرية. تأكد من أن لديك الإصدار الأحدث
  • [تغيير كبير] بالبدء بالإصدار 0.4.0، يتم تخزين الكواترنيونات بالشكل [x, y, z, w]، وكانت [w, x, y, z] في الإصدار 0.3.5 والإصدارات السابقة
  • [إعادة تسمية واجهة برمجة التطبيقات] من خلال بدء الإصدار 0.4.5، تتم إعادة تسمية وظائف glm_simd إلى glmm_
  • [خيار جديد] من خلال بدء الإصدار 0.4.5، يمكنك تعطيل متطلبات المحاذاة، والتحقق من الخيارات في المستندات.
  • [تغيير كبير] ببدء الإصدار 0.5.0، تستخدم وظائف vec3 مساحة الاسم glm_vec3_ ، وكانت glm_vec_ حتى الإصدار 0.5.0
  • [تغيير كبير] من خلال بدء الإصدار 0.5.1، تتم إزالة المحاذاة المضمنة من النوعين vec3 و mat3
  • [تغيير كبير] من خلال بدء الإصدار 0.7.3، يتم تعطيل وظائف الطباعة المضمنة في وضع الإصدار/الإنتاج لتقليل تكاليف الطباعة (راجع الخيارات في الوثائق). كما تم تحسين إخراج الطباعة. يمكنك تعطيل الألوان إذا كنت بحاجة (راجع الوثائق)
  • [تغيير كبير] من خلال بدء الإصدار 0.8.3، يدعم cglm تكوينات مساحة القصاصات البديلة، على سبيل المثال اليد اليسرى، ومن صفر إلى واحد (_zo)... ويتم توفير CGLM_FORCE_DEPTH_ZERO_TO_ONE و CGLM_FORCE_LEFT_HANDED للتحكم في مساحة القصاصات. من المفترض أن تكون قادرًا على استخدام cglm مع Vulkan وDirectX وMetal الآن... راجع https://cglm.readthedocs.io/en/latest/opt.html#clipspace-option-s

؟ ملاحظة لمطوري C++:

إذا لم تكن على علم بمكتبة GLM الأصلية حتى الآن، فقد ترغب أيضًا في الاطلاع على: https://github.com/g-truc/glm

؟ ملاحظة للقادمين الجدد (مهم):

  • يجب محاذاة المتغيرات vec4 و mat4 . (ستكون هناك إصدارات غير محاذاة لاحقًا)
  • يجب تهيئة معلمات in و [in, out] (من فضلك). لكن المعلمات [out] ليست كذلك، كما أن تهيئة المعلمة زائدة عن الحاجة
  • جميع الوظائف مضمنة إذا كنت لا ترغب في استخدام الإصدارات المترجمة مسبقًا ببادئة glmc_، فيمكنك تجاهل عملية الإنشاء. فقط قم بتضمين الرؤوس.
  • إذا كان مصحح الأخطاء الخاص بك يأخذك إلى رؤوس cglm، فتأكد من أنك لا تحاول نسخ vec4 إلى vec3 أو مشاكل محاذاة...
  • مرحباً!

؟ ملاحظة للمطورين ذوي الخبرة:

  • منذ أن قمت باختبار هذه المكتبة في مشاريعي، تحدث أخطاء أحيانًا؛ سيكون العثور على هذا الخطأ وإجراء التحسينات أكثر سهولة مع العديد من المطورين/المساهمين ومشاريعهم أو معرفتهم. فكر في إجراء بعض الاختبارات إذا كنت تشك في وجود خطأ ما، ونرحب دائمًا بأي تعليقات أو مساهمات أو تقارير عن الأخطاء.

؟ المخصصات؟

لا يقوم cglm بتخصيص أي ذاكرة على الكومة. لذلك لا يوفر أي مخصص. يجب عليك تخصيص الذاكرة لمعلمات الخروج أيضًا إذا قمت بتمرير مؤشر موقع الذاكرة. لا تنس أنه يجب محاذاة vec4 (أيضًا quat/ versor ) و mat4 (16 بايت)، لأن cglm يستخدم تعليمات SIMD لتحسين معظم العمليات إذا كانت متوفرة.

؟ إرجاع المتجه أو المصفوفة...؟

يدعم cglm كلاً من ARRAY API و STRUCT API ، لذا يمكنك إرجاع البنيات إذا كنت تستخدم struct api ( glms_ ).

مثل بعض مكتبات الرسومات الأخرى (خاصة OpenGL)، تستخدم هذه المكتبة تخطيط العمود الرئيسي للاحتفاظ بالمصفوفات في الذاكرة.
في المستقبل، قد تدعم المكتبة خيارًا لاستخدام تخطيط الصف الرئيسي، حاليًا، إذا كنت بحاجة إلى تخطيط الصف الرئيسي، فستحتاج إلى تبديل موضعه.

سمات

  • تحسينات العددية و simd (sse، avx، النيون...).
  • خيار استخدام مساحات قصاصات مختلفة، على سبيل المثال اليد اليسرى، صفر إلى واحد... (حاليًا اليد اليمنى السلبية هي الافتراضية)
  • واجهة برمجة تطبيقات المصفوفة وواجهة برمجة التطبيقات الهيكلية، يمكنك استخدام المصفوفات أو الهياكل.
  • عمليات مصفوفة الأغراض العامة (mat4، mat3)
  • ضرب مصفوفة السلسلة (مربع فقط)
  • عمليات المتجهات للأغراض العامة (تقاطع، نقطة، تدوير، مشروع، زاوية...)
  • التحولات التقاربية
  • تحلل المصفوفة (استخراج التدوير، عامل القياس)
  • مصفوفات تحويل تقاربية محسنة (مول، معكوس الجسم الصلب)
  • الكاميرا (نظرة)
  • الإسقاطات (أورثو، منظور)
  • كواترنيونز
  • زوايا أويلر / درجة الانعراج إلى المصفوفة
  • استخراج زوايا أويلر
  • استدعاء دالة مضمنة أو مترجمة مسبقًا
  • frustum (استخراج عرض طائرات frustum، زوايا ...)
  • المربع المحيط (AABB في Frustum (الإعدام)، الاقتصاص، الدمج...)
  • المجال المحيطي
  • مشروع، غير مشروع
  • وظائف التخفيف
  • منحنيات
  • مساعدات استيفاء المنحنى ( SMC ، deCasteljau...)
  • مساعدون لتحويل أنواع cglm إلى مكتبة simd الخاصة بشركة Apple لتمرير أنواع cglm إلى Metal GL دون تعبئتها على كلا الجانبين
  • مساعدين تقاطع الشعاع
  • وآخرون...

لديك خياران لاستدعاء وظيفة/عملية: استدعاء مضمّن أو استدعاء مكتبة (رابط). يتم وضع علامة على جميع الوظائف تقريبًا في السطر (always_inline) لذا من المحتمل أن يكون المترجم مضمنًا. لاستدعاء الإصدارات المترجمة مسبقًا، ما عليك سوى استخدام glmc_ (يشير c إلى 'call') بدلاً من glm_ . 

  #include    /* for inline */
  #include    /* for library call (this also includes cglm.h) */

  mat4 rot , trans , rt ;
  /* ... */
  glm_mul ( trans , rot , rt );  /* inline */
  glmc_mul ( trans , rot , rt ); /* call from library */

يتم تحسين معظم وظائف الرياضيات يدويًا باستخدام SSE2 إذا كان ذلك متاحًا، وإذا لم يكن كذلك؟ لا تقلق، هناك إصدارات غير sse لجميع العمليات

يمكنك تمرير المصفوفات والمتجهات كمصفوفة للوظائف بدلاً من الحصول على العنوان. 

  mat4 m = {
    1 , 0 , 0 , 0 ,
    0 , 1 , 0 , 0 ,
    0 , 0 , 1 , 0 ,
    0 , 0 , 0 , 1
  };

  glm_translate ( m , ( vec3 ){ 1.0f , 0.0f , 0.0f });

تحتوي المكتبة على وظائف mat4 mul وعكسية للأغراض العامة، وتحتوي أيضًا على بعض النماذج الخاصة (المُحسّنة) لهذه الوظائف لمصفوفات التحويلات التقاربية. إذا كنت تريد مضاعفة مصفوفتي تحويل متقاربين، فيمكنك استخدام glm_mul بدلاً من glm_mat4_mul وglm_inv_tr (ROT + TR) بدلاً من glm_mat4_inv 

 /* multiplication */
mat4 modelMat ;
glm_mul ( T , R , modelMat );

/* othonormal rot + tr matrix inverse (rigid-body) */
glm_inv_tr ( modelMat );

واجهة برمجة التطبيقات الهيكلية

تعمل واجهة برمجة تطبيقات البنية على النحو التالي، لاحظ اللاحقة s في الأنواع، والبادئة glms_ في الوظائف، والبادئة GLMS_ في الثوابت: 

 #include 

mat4s mat = GLMS_MAT4_IDENTITY_INIT ;
mat4s inv = glms_mat4_inv ( mat );

تأخذ الدوال الهيكلية بشكل عام معلماتها كقيم وترجع نتائجها، بدلاً من أخذ المؤشرات والكتابة إلى المعلمات الخارجية. هذا يعني أن المعلمات الخاصة بك يمكن أن تكون عادةً const ، إذا كنت مهتمًا بذلك.

الأنواع المستخدمة هي في الواقع اتحادات تسمح بالوصول إلى نفس البيانات بعدة طرق. تتضمن إحدى هذه الطرق هياكل مجهولة، متاحة منذ C11. يدعمه MSVC أيضًا لإصدارات C الأقدم خارج الصندوق ويفعل ذلك دول مجلس التعاون الخليجي/Clang إذا قمت بتمكين -fms-extensions . لتمكين هذه الهياكل المجهولة بشكل صريح، #define CGLM_USE_ANONYMOUS_STRUCT إلى 1 ، لتعطيلها، إلى 0 . للتوافق مع الإصدارات السابقة، يمكنك أيضًا #define CGLM_NO_ANONYMOUS_STRUCT (القيمة غير ذات صلة) لتعطيلها. إذا لم تحدد بشكل صريح، فسيقوم cglm بإجراء أفضل تخمين بناءً على المترجم الخاص بك وإصدار C الذي تستخدمه.

؟ يبني

CMake (جميع المنصات) 

$ mkdir build
$ cd build
$ cmake .. # [Optional] -DCGLM_SHARED=ON
$ make
$ sudo make install # [Optional]
خيارات Cmake مع الإعدادات الافتراضية: 
 option (CGLM_SHARED "Shared build" ON )
option (CGLM_STATIC "Static build" OFF )
option (CGLM_USE_C99 "" OFF ) # C11 
option (CGLM_USE_TEST "Enable Tests" OFF ) # for make check - make test

استخدم كمكتبة للرأس فقط مع مشروع CMake الخاص بك

وهذا لا يتطلب بناء أو تركيب cglm.

  • مثال: 
 cmake_minimum_required ( VERSION 3.8.2)

project (Name >)

add_executable ( ${PROJECT_NAME} src/main.c)
target_link_libraries ( ${LIBRARY_NAME} PRIVATE
  cglm_headers)

add_subdirectory (external/cglm/ EXCLUDE_FROM_ALL )

استخدم مع مشروع CMake الخاص بك

  • مثال: 
 cmake_minimum_required ( VERSION 3.8.2)

project (Name >)

add_executable ( ${PROJECT_NAME} src/main.c)
target_link_libraries ( ${LIBRARY_NAME} PRIVATE
  cglm)

add_subdirectory (external/cglm/)

# or you can use find_package to configure cglm

استخدم CMake لإنشاء WebAssembly

نظرًا لاستخدام الدوال الرياضية مثل sinf ، فلا يمكن استهداف wasm32-unknown-unknown ، بل يجب استخدام أحد Wasi-sdk أو emscripten.

يجب ملاحظة أن الإصدار المشترك غير مدعوم حتى الآن لـ WebAssembly.

للحصول على دعم simd128، أضف -msimd128 إلى CMAKE_C_FLAGS ، في سطر الأوامر -DCMAKE_C_FLAGS="-msimd128" .

بالنسبة للاختبارات، سيظل خيار cmake CGLM_USE_TEST يعمل، وستحتاج إلى وقت تشغيل Wasi لتشغيل الاختبارات، راجع ملف ci config الخاص بنا للحصول على مثال تفصيلي.

استخدم CMake وWASI SDK لإنشاء WebAssembly 
$ cmake .. 
  -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/path/to/wasi-sdk-19.0/share/cmake/wasi-sdk.cmake 
  -DWASI_SDK_PREFIX=/path/to/wasi-sdk-19.0

حيث /path/to/wasi-sdk-19.0/ هو المسار المستخرج من Wasi sdk.

في هذه الحالة، سيتم بشكل افتراضي إنشاء بناء ثابت.

استخدم CMake وEmscripten SDK لإنشاء WebAssembly 
$ emcmake cmake .. 
  -DCMAKE_EXE_LINKER_FLAGS= " -s STANDALONE_WASM " 
  -DCGLM_STATIC=ON

emcmake هنا هو غلاف cmake لـ Emscripten من emsdk المثبت.

ميسون (جميع المنصات) 

$ meson build # [Optional] --default-library=static
$ cd build
$ ninja
$ sudo ninja install # [Optional]
خيارات الميزون مع الإعدادات الافتراضية: 
c_std = c11
buildtype = release
default_library = shared
build_tests = true # to run tests: ninja test

استخدم مع مشروع Meson الخاص بك

  • مثال: 
 # Clone cglm or create a cglm.wrap under /subprojects
project ( ' name ' , ' c ' )

cglm_dep = dependency ( ' cglm ' , fallback : ' cglm ' , ' cglm_dep ' )

executable ( ' exe ' , ' src/main.c ' , dependencies : cglm_dep)

سويفت (مدير الحزم سويفت)

حاليًا يتم دعم خيارات البناء الافتراضية فقط. أضف تبعية cglm إلى مشروعك: 

 ...
Package ( 
  ...
  dependencies : [
    ...
    . package ( url : " https://github.com/recp/cglm " , . branch ( " master " ) ) ,
  ]
  ...
)

أضف الآن cgml باعتباره تبعية لهدفك. اختيارات المنتج هي:

  • cglm للإصدار المضمن من المكتبة والذي يمكن ربطه بشكل ثابت فقط
  • cglmc لنسخة مجمعة من المكتبة دون أي قيود على الارتباط 
 ...
. target (
  ...
  dependencies : [
    ...
    . product ( name : " cglm " , package : " cglm " ) ,
  ]
  ...
)
...

يونكس (أدوات تلقائية) 

$ sh autogen.sh
$ ./configure
$ make
$ make check # [Optional]
$ [sudo] make install # [Optional]

سيؤدي هذا أيضًا إلى تثبيت ملفات pkg-config حتى تتمكن من استخدام pkg-config --cflags cglm و pkg-config --libs cglm لاسترداد إشارات المترجم والرابط.

سيتم تثبيت الملفات في البادئة المحددة (عادةً /usr/local بشكل افتراضي على Linux)، ولكن قد لا يتم تكوين pkg-config الخاص بك للتحقق من هناك فعليًا. يمكنك معرفة مكان ظهوره عن طريق تشغيل pkg-config --variable pc_path pkg-config وتغيير المسار الذي تم تثبيت الملفات إليه عبر ./configure --with-pkgconfigdir=/your/path . وبدلاً من ذلك، يمكنك إضافة مسار البادئة إلى متغير البيئة PKG_CONFIG_PATH الخاص بك.

ويندوز (MSBuild)

توجد ملفات البناء وملفات المشاريع ذات الصلة بنظام Windows في مجلد win ، تأكد من وجودك داخل مجلد cglm/win . تم تمكين تحليل التعليمات البرمجية، لذلك قد يستغرق الأمر بعض الوقت للإنشاء. 

$ cd win
$ . build.bat

إذا لم يعمل msbuild (بسبب الإصدار المتعدد VS)، فحاول الإنشاء باستخدام devenv : 

$ devenv cglm.sln / Build Release

تشغيل الاختبارات على نظام التشغيل Windows

يمكنك رؤية مشروع الاختبار في نفس ملف حل الاستوديو المرئي. يكفي تشغيل هذا المشروع لإجراء الاختبارات.

وثائق البناء

تحتاج أولاً إلى تثبيت Sphinx: http://www.sphinx-doc.org/en/master/usage/installation.html ثم: 

$ cd docs
$ sphinx-build source build

سيقوم بتجميع المستندات في مجلد البناء، ويمكنك تشغيل ملف Index.html داخل تلك الوظيفة.

كيفية الاستخدام

إذا كنت ترغب في استخدام الإصدارات المضمنة من الوظائف، فقم بتضمين الرأس الرئيسي 

 #include

سيتضمن الرأس جميع الرؤوس. ثم اتصل بالوظيفة التي تريدها، على سبيل المثال تدوير المتجه حسب المحور: 

 glm_vec3_rotate ( v1 , glm_rad ( 45 ), ( vec3 ){ 1.0f , 0.0f , 0.0f });

بعض الوظائف مثقلة :) على سبيل المثال يمكنك تطبيع المتجه: 

 glm_vec3_normalize ( vec );

سيؤدي هذا إلى تطبيع vec وتخزين المتجه الذي تم تسويته في vec ولكن إذا كنت ستقوم بتخزين المتجه الذي تمت تسويته في ناقل آخر، فقم بذلك: 

 glm_vec3_normalize_to ( vec , result );

مثل هذه الوظيفة، قد ترى _to postfix، تقوم هذه الوظيفة بتخزين النتائج إلى متغيرات أخرى وحفظ الذاكرة المؤقتة

لاستدعاء الإصدارات المترجمة مسبقًا، تتضمن الرأس مع c postfix، c يعني الاتصال. الإصدارات المترجمة مسبقًا هي مجرد أغلفة. 

 #include

سيتضمن هذا الرأس جميع الرؤوس التي تحتوي على c postfix. تحتاج إلى استدعاء الوظائف باستخدام c posfix: 

 glmc_vec3_normalize ( vec );

يتم توثيق استخدام الوظيفة والمعلمات داخل الرؤوس ذات الصلة. قد ترى نفس المعلمة تم تمريرها مرتين في بعض الأمثلة مثل هذا: 

 glm_mat4_mul ( m1 , m2 , m1 );

/* or */
glm_mat4_mul ( m1 , m1 , m1 );

المعلمتان الأوليان هما [في] والأخيرة هي [خارج] المعلمة. بعد ضرب m1 و m2 , يتم تخزين النتيجة في m1 . ولهذا السبب نرسل m1 مرتين. يمكنك تخزين النتيجة في مصفوفة مختلفة، وهذا مجرد مثال.

مثال: حساب مصفوفة MVP

الخيار 1 

 mat4 proj , view , model , mvp ;

/* init proj, view and model ... */

glm_mat4_mul ( proj , view , viewProj );
glm_mat4_mul ( viewProj , model , mvp );

الخيار 2 

 mat4 proj , view , model , mvp ;

/* init proj, view and model ... */

glm_mat4_mulN (( mat4 * []){ & proj , & view , & model }, 3 , mvp );

كيفية إرسال المصفوفة إلى برنامج OpenGL

mat4 عبارة عن مجموعة من vec4 و vec4 عبارة عن مجموعة من العوامات. تقبل وظائف glUniformMatrix4fv float* value (المعلمة الأخيرة)، حتى تتمكن من تحويل mat4 إلى تعويم* أو يمكنك تمرير العمود الأول من المصفوفة كبداية لذاكرة المصفوفة:

الخيار 1: إرسال العمود الأول 

 glUniformMatrix4fv ( location , 1 , GL_FALSE , matrix [ 0 ]);

/* array of matrices */
glUniformMatrix4fv ( location , 1 , GL_FALSE , matrix [ 0 ][ 0 ]);

الخيار 2: تحويل المصفوفة إلى نوع المؤشر (صالح أيضًا لمصفوفات الأبعاد المتعددة) 

 glUniformMatrix4fv ( location , 1 , GL_FALSE , ( float * ) matrix );

يمكنك تمرير المصفوفات بنفس الطريقة إلى واجهات برمجة التطبيقات الأخرى، مثل Vulkan وDX...

ملحوظات

  • هذه المكتبة لا تدعم الكتابة المزدوجة...حتى الآن
  • إذا كانت الرؤوس لا تعمل بشكل صحيح مع برنامج التحويل البرمجي الخاص بك، فيرجى فتح مشكلة في IDE، لأنني أستخدم دول مجلس التعاون الخليجي و clang لاختبارها ربما في بعض الأحيان MSVC

المهام:

  • اختبارات الوحدة (قيد التقدم)
  • اختبارات الوحدة لمقارنة نتائج cglm مع glm
  • إضافة معلومات الإصدار
  • العمليات غير المحاذية (على سبيل المثال glm_umat4_mul )
  • وثائق إضافية
  • أرم النيون القوس

المساهمين

هذا المشروع موجود بفضل جميع الأشخاص الذين ساهموا فيه. [يساهم].

المؤيدون

شكرا لجميع الداعمين لدينا! [كن داعمًا]

الرعاة

ادعم هذا المشروع من خلال أن تصبح راعياً. سيظهر شعارك هنا مع رابط لموقعك على الويب. [كن راعيًا]

رخصة

معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. تحقق من ملف الترخيص

يوسع
معلومات إضافية
تطبيقات ذات صلة
نوصي لك
أخبار ذات صلة الكل