자바 OpenGL

3. 개발 현황

JOGL은 OpenGL 4.5 사양과 거의 모든 벤더 확장(OpenCL, OpenMAX, OpenAL 포함)을 지원한다.^[4] JOGL '''2.5.0''' 버전은 JSR-231 (자바 OpenGL 바인딩)의 참조 구현이다.^[5] '''1.1.1''' 릴리스는 GLU NURBS에 대한 제한적인 접근을 제공하여 곡선과 표면을 렌더링할 수 있었다. '''2.3.2''' 릴리스에서는 OpenGL 버전 4.5, OpenGL ES 버전 3.2까지 지원이 추가되었다.

웨이랜드(Wayland)와 벌칸(Vulkan) 지원이 계획되어 있다.^[6] 2015년 8월 현재 JOGL은 데스크톱용 OpenGL 버전 1.0 - 4.5, 모바일용 ES 버전 1.0 - 3.1, EGL 버전 1.0 - 1.5를 지원하며, 거의 모든 기능 확장을 사용할 수 있다.

JOGL 버전 2.4.0에서는 OpenGL의 후속 API인 Vulkan을 지원할 예정이다.

4. Java2D-OpenGL 상호 운용성

자바 SE 6 버전의 자바부터, Java2D(자바에서 2차원 그래픽을 그리는 API)와 JOGL은 상호 운용이 가능해져 다음과 같은 기능을 제공한다.^[7]

• Swing 컴포넌트(경량 메뉴, 툴팁, 기타 위젯)를 OpenGL 렌더링 위에 겹쳐서 표시한다.
• Java2D 렌더링 위에 3D OpenGL 그래픽을 그린다.
• 일반적으로 Swing 위젯이 사용되는 모든 곳에서 3D 그래픽을 사용할 수 있다.(JTable, JTree 내부 등)
• 3D OpenGL 렌더링 위에 Java2D 그래픽을 그린다.

5. 코드 예제

JOGL을 사용한 코드 예제를 살펴본다. 아래는 OpenGL 렌더링을 수행하는 코드이다.



@Override

public void display(GLAutoDrawable drawable) {

GL4 gl4 = drawable.getGL().getGL4();

gl4.glClearBufferfv(GL2ES3.GL_COLOR, 0, clearColor);

gl4.glClearBufferfv(GL2ES3.GL_DEPTH, 0, clearDepth);

{

FloatUtil.makeLookAt(view, 0, eye, 0, at, 0, up, 0, tmp);

FloatUtil.makePerspective(projection, 0, reset, 45f, aspect, near, far);

FloatUtil.multMatrix(projection, view); // projection *= view

transformPointer.asFloatBuffer().put(projection);

}

gl4.glUseProgram(programName);

gl4.glBindVertexArray(vertexArrayName.get(0));

gl4.glBindBufferBase(GL2ES3.GL_UNIFORM_BUFFER /*target*/, 1 /*TRANSFORM0, index*/, bufferName.get(2) /*TRANSFORM, buffer*/);

gl4.glBindTextureUnit(0 /*diffuse*/, textureName.get(0));

gl4.glBindSampler(0 /*diffuse*/, samplerName.get(0));

gl4.glDrawElements(GL.GL_TRIANGLES, elementCount, GL.GL_UNSIGNED_SHORT, 0);

}



`display` 메서드는 `GLAutoDrawable` 객체를 인자로 받아 렌더링을 수행하며, 주요 단계는 다음과 같다.

• GL4 객체: `drawable.getGL().getGL4()`를 통해 `GL4` 객체를 얻는다.
• 버퍼 초기화: 색상 버퍼와 깊이 버퍼를 초기화한다.
• 행렬 설정: 뷰 행렬(카메라)과 투영 행렬을 설정하고 곱한다.
• 셰이더 프로그램 사용: 렌더링에 사용할 셰이더 프로그램을 지정한다.
• VAO/UBO 바인딩: 정점 데이터(VAO) 및 균일 변수 데이터(UBO)를 바인딩한다.
• 텍스처/샘플러 바인딩: 텍스처와 샘플러를 바인딩한다.
• 렌더링: `glDrawElements` 함수로 삼각형을 그린다.

5. 1. OpenGL 렌더링 예제

• `FloatUtil.makeLookAt` 함수를 사용하여 뷰 행렬(view matrix)을 생성한다. 뷰 행렬은 카메라의 위치와 방향을 정의한다.
• `FloatUtil.makePerspective` 함수를 사용하여 투영 행렬(projection matrix)을 생성한다. 투영 행렬은 원근 투영(perspective projection)을 정의하며, 시야각, 종횡비, 근거리 및 원거리 절단면 등을 설정한다.
• `FloatUtil.multMatrix` 함수를 사용하여 투영 행렬과 뷰 행렬을 곱한다.
• `transformPointer.asFloatBuffer().put(projection)`를 통해 변환 행렬을 버퍼에 저장한다.

• `glBindTextureUnit` 함수를 사용하여 텍스처 유닛에 텍스처를 바인딩한다.
• `glBindSampler` 함수를 사용하여 텍스처 유닛에 샘플러를 바인딩한다. 샘플러는 텍스처를 읽을 때 사용할 필터링 및 래핑 모드를 정의한다.

참조

_[1] 웹사이트 Open source Java projects: Java Binding for OpenGL (JOGL) https://www.infoworl[...] 2008-09-18
_[2] 웹사이트 Hello JOGL https://www.infoworl[...] 2005-02-21
_[3] 웹사이트 3D & Multimedia Across Platforms and Devices Using JOGL http://jogamp.org/do[...] SIGGRAPH 2010-07-27
_[4] 웹사이트 JOGL - Java Binding for the OpenGL API http://jogamp.org/jo[...]
_[5] 웹사이트 JSR-000231 Java Bindings for the OpenGL API http://jcp.org/about[...] Java Community Process
_[6] 웹사이트 Bug 794 - Add Wayland Windowing/Surface Interoperability https://jogamp.org/b[...] 2013-08-05
_[7] 웹사이트 JOGL Userguide http://jogamp.org/jo[...]
_[8] 웹인용 Open source Java projects: Java Binding for OpenGL (JOGL) http://www.javaworld[...] 인터내셔널 데이터 그룹 2008-09-18
_[9] 웹인용 Hello JOGL http://www.javaworld[...] 인터내셔널 데이터 그룹 2005-02-21