ぬの部屋(仮)
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  • BlenderのGeometry nodeについてPoint Distributeを例に調べたこと

    Geometry Nodeの使い方が全くと言っていいほどわからなかったので調べた。

    0.前提

    Geometry Node Editor からオブジェクトに対してジオメトリノードツリーを作成するとノードベースのモデリングが可能。

    1.Point Distributeを使ってみる

    まずCubeに対してPoint Distributeを使ってみる。とりあえずGroup InputとGroup Outputの間にPoint Distributeを挟んでみると、形状の表面に点が散布される。しかしこのままレンダリングしても何も表示されない。Point Instanceを繋げば表示されるが今はその前にこの散布された点について確認しておきたい。

    2.Attribute (=属性)について

    Attributeは属性のことで、つまり「それ」がどんな性質を持っているかという事で、別の表現をするならパラメータとかになると思う。Point Distributeで生成された点はそれぞれにAttribute(=属性)を持っている。どんな属性を持っているかというと「Built-In Attributes」と呼ばれている属性一覧がある。

    以下、Blender 3.0 Manual Attributes

    https://docs.blender.org/manual/en/dev/modeling/geometry_nodes/attributes_reference.html

    Name

    Type

    Domain

    Notes

    position

    Vector

    Point

    モディファイヤオブジェクトの変換空間で、頂点またはポイントの位置を記述する組み込み属性。ポイントの位置を変更するノードは、TransformノードPoint Translateノードのように、この属性を調整します

    radius

    Float

    Point

    Point Distributeノードによって作成されたポイントクラウドデータの組み込み属性ビューポート内のポイントのサイズを設定するために使用されます。

    material_index

    Integer

    Face

    メッシュ内のすべての面のマテリアルスロットを指定するために使用されます。

    crease

    Float

    Edge

    サブディビジョンサーフェスノードとモディファイヤによって使用されるエッジ属性。値は0から1の範囲に制限されています。

    normal

    Vector

    Face

    faceの法線。これは、変更できないという点で他の組み込み属性とは少し異なります。メッシュから自動的に派生します。この属性が非点ドメインでアクセスされる場合、隣接する面の法線から補間されるため、正規化されない可能性があります。

    shade_smooth

    Boolean

    Face

    faceでスムーズシェーディングを有効にするかどうかを決定する属性。

    Point Distributeにはradiusがあるらしいので、これを変更してみる。値を変更するにはAttribute Mathなどを使えばいい。

    3.Point Instance

    Point Distributeで生成されるのは点である。点はAttributeを持ってはいるが形状を持っていないのでそのままでは表示できない。Point Instanceを使えば点のpositionにObjectを配置できる。ただしこうするとradiusでサイズ指定ができない(次項)。

    4.Naming Conventions(命名規則)

    ノードによってNaming Conventionsを使用できる。Point Instanceノードではscaleを使用できる。

    Name

    Type

    Notes

    rotation

    Vector

    インスタンス化されたオブジェクトまたはコレクションの回転を制御するために、Point Instance Nodeで使用されます。Point Rotate NodeAlignRotation to VectorNodeによって調整されます。

    scale

    Vector

    インスタンスのスケールを制御するためにPoint Distribute Node使用されます。Point Scale Nodeまたは他の属性ノードによって調整されます。

    id

    Integer

    入力メッシュの形状が変化したときに安定性を提供するためにPoint Distribute Nodeによって作成されます。値は大きく、順序はありません。属性値は、Attribute Randomize Nodeなど、ランダム性を生成するノードによって使用されます

    radiusをscaleに変換すれば、サイズの変更ができる。

    scaleを変えるだけなら、scaleを直接いじったほうがいいかもしれない。

    glReadPixelsでOpenGLの表示内容を保存

    saveGLtoPPM.hpp

    #pragma once
    
    #include <Windows.h>
    #include <gl/GL.h>
    #include <vector>
    #include <cstdio>
    
    #pragma warning(disable:4996)
    
    
    
    //画像の上下を反転する
    void reverse_Y(const int width, const int height, unsigned char* p) {
    
      int WidthByte = width * 3;
    
      size_t HalfHEIGHT = height / 2;
      for (int ha = 0; ha < HalfHEIGHT; ha++) {
    
        int hb = (height - ha) - 1;
    
        unsigned char* pha = p + ha * WidthByte;
        unsigned char* phb = p + hb * WidthByte;
    
        if (ha != hb) {
          for (size_t i = 0; i < WidthByte; i++) {
            std::swap(pha[i], phb[i]);
          }
        }
    
      }
    
    }
    //! @brief PPM(RGB各1byte,カラー,テキスト)を書き込む
    //! @param [in] fname ファイル名
    //! @param [in] vmax 全てのRGBの中の最大値
    //! @param [in] width 画像の幅
    //! @param [in] height 画像の高さ
    //! @param [in] p 画像のメモリへのアドレス
    //! @details RGBRGBRGB....のメモリを渡すと、RGBテキストでファイル名fnameで書き込む
    void pnmP3_Write(const char* const fname, const int vmax, const int width, const int height, const unsigned char* const p) { // PPM ASCII
    
    
      FILE* fp = fopen(fname, "w");
    
      fprintf(fp, "P3\n%d %d\n%d\n", width, height, vmax);
    
      size_t k = 0;
      for (size_t i = 0; i < (size_t)height; i++) {
        for (size_t j = 0; j < (size_t)width; j++) {
          fprintf(fp, "%d %d %d ", p[k * 3 + 0], p[k * 3 + 1], p[k * 3 + 2]);
          k++;
        }
        fprintf(fp, "\n");
      }
    
      fclose(fp);
    
    
    }
    
    
    //! @brief OpenGLの画面を画像に保存 
    //! @param [in] width 画像幅ピクセル数
    //! @param [in] height 画像高さピクセル数
    //! @param [in] pathname ファイル名
    void saveGLtoPPM(const int width, const int height, const char* pathname) {
    
      //メモリ確保
      std::vector<GLubyte> buffer;
      buffer.resize(width*height * 3);
    
      //画像取得
      glReadBuffer(GL_FRONT);
      glReadPixels(0, 0, width, height, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, buffer.data());
    
      //上下反転
      reverse_Y(width, height, buffer.data());
    
      pnmP3_Write(
        pathname,
        255,
        width,
        height,
        buffer.data()); // PPM ASCII
    
    }
    

    使用方法

    #include <iostream>
    
    #include <Windows.h>
    #include "prepare_shader.hpp"
    #include <gl/GL.h>
    #include <gl/GLU.h>
    #include <gl/freeglut.h>
    
    #include <fstream>
    
    #include "saveGLtoPPM.hpp"
    
    
    #pragma comment(lib,"glew32.lib")
    
    
    //ウィンドウの幅と高さ
    int Width, Height;
    
    GLuint buf_points;
    GLuint buf_colors;
    
    GLfloat mproj[16];
    GLfloat mmodel[16];
    GLuint programID;
    
    
    // シェーダとデータの設定
    void init() {
    
      std::vector<GLfloat> colors;
      std::vector<GLfloat> points;
    
      GLfloat v = 0.8;
    
      push_3(colors, 0, 0, 1);//色 RGB
      push_3(points, 0, 0, 0);//座標 XYZ
    
      push_3(colors, 0, 1, 0);
      push_3(points, 0, v, 0);
    
      push_3(colors, 1, 0, 0);
      push_3(points, v, 0, 0);
    
      prepare_buffer(&buf_points, points.data(), points.size() * sizeof(GLfloat), GL_STATIC_DRAW);
      prepare_buffer(&buf_colors, colors.data(), colors.size() * sizeof(GLfloat), GL_STATIC_DRAW);
    
      GLuint vtxShader;
      GLuint flagShader;
    
      const char* vtxfile = "default.vert";
      const char* fragfile = "default.frag";
    
      std::string verr;
      std::string ferr;
      prepare_shader_byfile(&vtxShader, GL_VERTEX_SHADER, vtxfile, &verr);
      prepare_shader_byfile(&flagShader, GL_FRAGMENT_SHADER, fragfile, &ferr);
    
      std::cout << verr << std::endl;
      std::cout << ferr << std::endl;
    
      std::string linkerr;
      link_program(&programID, { vtxShader ,flagShader }, nullptr, &linkerr);
    
      loadidentity44(mproj);
      loadidentity44(mmodel);
    }
    
    //描画関数
    void disp(void) {
    
      glViewport(0, 0, Width, Height);
    
      glClearColor(0.2, 0.2, 0.2, 1);
      glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
      glUseProgram(programID);
      GLuint loc_ModelViewMatrix = glGetUniformLocation(programID, "ModelViewMatrix");
      GLuint loc_ProjectionMatrix = glGetUniformLocation(programID, "ProjectionMatrix");
    
    
      glUniformMatrix4fv(loc_ModelViewMatrix, 1, GL_FALSE, mmodel);
      glUniformMatrix4fv(loc_ProjectionMatrix, 1, GL_FALSE, mproj);
    
      {
    
        auto bindbufP = EnableAndBindFArrayBuffer(0, buf_points, 3, GL_FLOAT);
        auto bindbufC = EnableAndBindFArrayBuffer(1, buf_colors, 3, GL_FLOAT);
    
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
    
      }
      glFlush();
    
    }
    
    
    //ウィンドウサイズの変化時に呼び出される
    void reshape(int w, int h) {
      Width = w;
      Height = h;
    
      disp();
    }
    
    // クリックでファイルに保存
    void mouse(int button, int state, int x, int y) {
      saveGLtoPPM(
        Width, 
        Height, 
        R"(C:\test\a.ppm)");
    }
    
    //エントリポイント
    int main(int argc, char** argv)
    {
      glutInit(&argc, argv);
      glutInitWindowPosition(100, 50);
      glutInitWindowSize(500, 500);
      glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA);
    
    
      glutCreateWindow("sample");
      glutDisplayFunc(disp);
      glutReshapeFunc(reshape);
      glutMouseFunc(mouse);
    
      glewInit();
    
      init();
    
    
      glutMainLoop();
    
      return 0;
    }
    

    GLSLでマルチテクスチャ

    #include <iostream>
    
    #include <Windows.h>
    #include "prepare_shader.hpp"
    #include <gl/GL.h>
    #include <gl/GLU.h>
    #include <gl/freeglut.h>
    
    #pragma comment(lib,"glew32.lib")
    
    //ウィンドウの幅と高さ
    int width, height;
    
    GLuint buf_points;
    GLuint buf_tcoord;
    GLuint textureID22;
    GLuint textureID44;
    
    GLfloat mproj[16];
    GLfloat mmodel[16];
    
    GLuint programID;
    
    
    void texture_setting(GLuint* texid, std::vector < GLubyte >& texdata, int TEXWIDTH, int TEXHEIGHT) {
      glGenTextures(1, texid);
      glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, *texid);
    
      glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
    
      // テクスチャの割り当て
      glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, TEXWIDTH, TEXHEIGHT, 0,
        GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, texdata.data());
    
      // テクスチャを拡大・縮小する方法の指定
      glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
      glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
    
    }
    
    // テクスチャ作成
    
    void create_texture_22() {
    std::vector < GLubyte > texdata;
     push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 0, 255, 0); push_3(texdata, 255, 255, 255); push_3(texdata, 0, 255, 255); texture_setting(&textureID22, texdata, 2, 2); texdata.clear(); } void create_texture_44() { std::vector < GLubyte > texdata;
    push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 255, 0, 0); push_3(texdata, 0, 0, 0); push_3(texdata, 255, 0, 0); texture_setting(&textureID44, texdata, 4, 4); texdata.clear(); }
    // シェーダとデータの設定
    void init() {
    
      /////////////////////////////////////////////
      std::vector<GLfloat> points;
      GLfloat v = 0.8;
      push_3(points, -v , -v , 0);
      push_3(points,  v , -v , 0);
      push_3(points, -v ,  v , 0);
      push_3(points,  v ,  v , 0);
      prepare_buffer(&buf_points, points.data(), points.size() * sizeof(GLfloat), GL_STATIC_DRAW);
    
      /////////////////////////////////////////////
      // テクスチャ座標
      std::vector<GLfloat> texcoord;
      push_2(texcoord, 0, 0);
      push_2(texcoord, 1, 0);
      push_2(texcoord, 0, 1);
      push_2(texcoord, 1, 1);
      prepare_buffer(&buf_tcoord, texcoord.data(), texcoord.size() * sizeof(GLfloat), GL_STATIC_DRAW);
      /////////////////////////////////////////////
    
      //テクスチャ(画像)作成
    
      create_texture_22();
    
      create_texture_44();
    
      /////////////////////////////////////////////
    
      GLuint vtxShader;
      GLuint flagShaderR;
      const char* vtxfile = "default.vert";
      const char* fragfileR = "default.frag";
    
      std::string verr;
      std::string ferr;
      prepare_shader_byfile(&vtxShader, GL_VERTEX_SHADER, vtxfile, &verr);
      prepare_shader_byfile(&flagShaderR, GL_FRAGMENT_SHADER, fragfileR, &ferr);
    
      std::cout << verr << std::endl;
      std::cout << ferr << std::endl;
    
      std::string linkerr;
      link_program(&programID, { vtxShader ,flagShaderR }, nullptr, &linkerr);
    
      loadidentity44(mproj);
      loadidentity44(mmodel);
    }
    
    
    //描画関数
    void disp(void) {
    
      glViewport(0, 0, width, height);
    
      glClearColor(0.2, 0.2, 0.2, 1);
      glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
      glUseProgram(programID);
      GLuint loc_ModelViewMatrix = glGetUniformLocation(programID, "ModelViewMatrix");
      GLuint loc_ProjectionMatrix = glGetUniformLocation(programID, "ProjectionMatrix");
      glUniformMatrix4fv(loc_ModelViewMatrix, 1, GL_FALSE, mmodel);
      glUniformMatrix4fv(loc_ProjectionMatrix, 1, GL_FALSE, mproj);
    
    
      GLint loc_tex22 = glGetUniformLocation(programID, "Tex22");
      glUniform1i(loc_tex22, 0);// Texture unit 0
      glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 0); // Texture unit 0
      glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID22);
    
      GLint loc_tex44 = glGetUniformLocation(programID, "Tex44");
      glUniform1i(loc_tex44, 1);// Texture unit 1
      glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 1); // Texture unit 1
      glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID44);

    { auto bind_points = EnableAndBindFArrayBuffer(0, buf_points, 3, GL_FLOAT); auto bind_tcoord = EnableAndBindFArrayBuffer(1, buf_tcoord, 2, GL_FLOAT); glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4); } glUseProgram(0); glFlush(); }
    //ウィンドウサイズの変化時に呼び出される
    void reshape(int w, int h) {
      width = w; height = h;
    
      disp();
    }
    
    //エントリポイント
    int main(int argc, char** argv)
    {
      glutInit(&argc, argv);
      glutInitWindowPosition(100, 50);
      glutInitWindowSize(500, 500);
      glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA);
    
      glutCreateWindow("sample");
      glutDisplayFunc(disp);
      glutReshapeFunc(reshape);
    
      glewInit();
    
      init();
    
      glutMainLoop();
    
      return 0;
    }
    

    シェーダ

    default.vert

    #version 460 core
    
    layout (location = 0) in vec3 aPos;//ポリゴンの頂点座標
    layout (location = 1) in vec2 texcd;//座標に対応するテクスチャ座標
    
    out vec2 vTexCoord;//テクスチャ座標の出力先
    
    uniform mat4 gl_ModelViewMatrix;
    uniform mat4 gl_ProjectionMatrix;
    
    void main()
    {
      gl_Position = gl_ProjectionMatrix * gl_ModelViewMatrix * vec4(aPos, 1.0);
      vTexCoord = texcd;//フラグメントシェーダへテクスチャ座標を渡す
    }
    

    default.frag

    #version 460 core
    
    out vec4 FragColor;//色の出力先
    
    uniform sampler2D Tex22;
    uniform sampler2D Tex44;
      
    in vec2 vTexCoord;//頂点シェーダから渡されたテクスチャ座標
    
    void main()
    {
    
      //テクスチャデータとテクスチャ座標から色を決定
      vec4 c22 = texture(Tex22,vTexCoord);
      vec4 c44 = texture(Tex44,vTexCoord);
    
      //合成したテクスチャの色を作成
      vec4 crr;
      crr.x = c44.x * c22.x;
      crr.y = c44.x * c22.y;
      crr.z = c44.x * c22.z;
      
      FragColor = crr;
    }