Qt GUIでシェーダー変数を操作：QOpenGLExtraFunctions::glGetnUniformuiv()徹底解説

QOpenGLExtraFunctions::glGetnUniformuiv()は、OpenGL ES 3.x、OpenGL 3.x、OpenGL 4.xで利用可能な関数で、シェーダープログラム内のユニフォーム変数の値を複数のベクトルとして取得するために使用されます。Qt GUIプログラミングにおいて、この関数は、ユニフォーム変数の値を動的に更新し、シェーダーレンダリングを制御するために役立ちます。

関数詳細

void QOpenGLExtraFunctions::glGetnUniformuiv(
    GLuint program,
    GLint location,
    GLsizei n,
    GLuint *uniformValues
);

引数

• uniformValues: 取得したユニフォーム変数の値を格納する配列
• n: 取得するベクトルの要素数
• location: ユニフォーム変数のロケーション
• program: シェーダープログラムのID

戻り値

なし

使い方

1. QOpenGLExtraFunctionsインスタンスを作成し、現在のOpenGLコンテキストに初期化する
2. glGetnUniformuiv()関数を呼び出し、ユニフォーム変数の値を取得する
3. 取得した値をシェーダーレンダリングに使用

// QOpenGLExtraFunctionsインスタンスの作成
QOpenGLExtraFunctions functions;
functions.initializeOpenGLFunctions();

// ユニフォーム変数の値を取得
GLuint uniformValues[4];
functions.glGetnUniformuiv(programID, uniformLocation, 4, uniformValues);

// 取得した値を使用してシェーダーレンダリング
glUniform4fv(uniformLocation, 1, uniformValues);

• ユニフォーム変数の値は、シェーダープログラム内で使用される前に、glUniform*()関数を使用して設定する必要があります。
• ユニフォーム変数の型は、glGetnUniformuiv()の引数uniformValuesの型によって決まります。
• glGetnUniformuiv()は、複数のユニフォーム変数の値を一度に取得できるため、パフォーマンス効率に優れています。

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例：ユニフォーム変数の値を更新してシェーダーレンダリング

この例では、ユニフォーム変数の値を毎フレーム更新し、立方体の色を変更します。

#include <QCoreApplication>
#include <QOpenGLFunctions>
#include <QGLShaderProgram>
#include <Qt3D/Q3DGeometry>
#include <Qt3D/Q3DRenderer>
#include <Qt3D/Q3DWindow>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication app(argc, argv);

    // Q3DWindowの作成
    Q3DWindow window;
    window.setTitle("QOpenGLExtraFunctions Example");
    window.resize(800, 600);

    // Q3DRendererの作成
    Q3DRenderer renderer;
    renderer.setCamera(window.camera());

    // シェーダープログラムの作成
    QGLShaderProgram program;
    program.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Vertex, "vertex.vert");
    program.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Fragment, "fragment.frag");
    program.link();

    // 立方体の作成
    Q3DGeometry *cubeGeometry = new Q3DCubeGeometry;
    Q3DMaterial *cubeMaterial = new Q3DMaterial;
    cubeMaterial->setShininess(16.0f);

    // ユニフォーム変数の設定
    GLint uniformLocation = program.uniformLocation("color");
    glUniform3f(uniformLocation, 1.0f, 0.5f, 0.0f);

    // Q3DSceneの作成
    Q3DScene scene;
    scene.addGeometry(cubeGeometry);
    scene.addMaterial(cubeMaterial);

    // Q3DEntityの作成
    Q3DEntity *cubeEntity = new Q3DEntity(scene);
    cubeEntity->setGeometry(cubeGeometry);
    cubeEntity->setMaterial(cubeMaterial);

    // Q3DRenderPassの作成
    Q3DRenderPass *renderPass = new Q3DRenderPass;
    renderPass->setShaderProgram(program);
    renderPass->addEntity(cubeEntity);

    // Q3DSceneRendererの作成
    Q3DSceneRenderer sceneRenderer;
    sceneRenderer.setScene(scene);

    // Q3DWindowにレンダラーを追加
    window.addRenderer(&renderer);

    // フレーム更新時の処理
    QObject::connect(&window, &Q3DWindow::frameSwapped, [&]() {
        // ユニフォーム変数の値を更新
        static float time = 0.0f;
        time += 0.01f;
        glUniform3f(uniformLocation, sin(time) * 0.5f + 0.5f, cos(time) * 0.5f + 0.5f, 0.0f);

        // シーンを更新
        sceneRenderer.update();
    });

    // ウィンドウの表示
    window.show();

    return app.exec();
}

1. main()関数内で、Q3DWindow、Q3DRenderer、QGLShaderProgramなどのQt 3Dモジュールのクラスを作成します。
2. シェーダープログラムを作成し、頂点シェーダーとフラグメントシェーダーのソースコードを読み込みます。
3. 立方体のジオメトリとマテリアルを作成し、ユニフォーム変数のcolorを設定します。
4. Q3DScene、Q3DEntity、Q3DRenderPassを作成し、シーンに立方体エンティティを追加します。
5. Q3DSceneRendererを作成し、シーンを設定します。
6. Q3DWindowにレンダラーを追加します。
7. frameSwappedシグナルに接続し、毎フレーム更新時にユニフォーム変数の値を更新します。
8. シーンを更新し、ウィンドウを表示します。

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代替方法

• glGetUniformuiv(): 単一のユニフォーム変数の値を符号なし整数型で取得する場合に使用できます。
• glGetUniformiv(): 単一のユニフォーム変数の値を整数型で取得する場合に使用できます。
• glGetUniformfv(): 単一のユニフォーム変数の値を取得する場合に使用できます。

これらの関数は、glGetnUniformuiv()よりもシンプルで、必要な場合のみ使用することができます。

例：glGetUniformfv()の使用例

// ユニフォーム変数の値を取得
GLfloat uniformValues[4];
glGetUniformfv(programID, uniformLocation, uniformValues);

// 取得した値を使用してシェーダーレンダリング
glUniform4fv(uniformLocation, 1, uniformValues);

• ユニフォーム変数の値を複数のベクトルとして取得する必要がある場合は、glGetnUniformuiv()を使用する必要があります。
• これらの代替方法は、glGetnUniformuiv()と比較してパフォーマンスが劣る場合があります。

• ユニフォーム変数の値を直接シェーダーコード内に記述することもできます。ただし、この方法では、実行時にユニフォーム変数の値を動的に更新することはできません。