替换gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix*gl_Vertex;

Question

有几个这样的问题,但我还没有真正理解.我在10年前使用OpenGL进行编码,并注意到进入现代OpenGL是多么困难.OpenGL.org页面是一个可怕的混乱,当涉及到示例,你永远不知道它是什么版本,任何版本似乎混合在各种代码示例中.好吧,我有一个旧代码,我想至少更新到OpenGL> 3.所以我做的第一件事就是继续从glVertex3fv继续使用glVertexAttribPointer(在glVertexPointer的一个步骤上,直到我读到它现在也被弃用).这很好,但是当我试图放置纹理时,我很快陷入困境,我认为这是因为错误的定位,我想摆脱c ++代码:

glMatrixMode( GL_PROJECTION );
glLoadIdentity();
glFrustum( -RProjZ, +RProjZ, -Aspect*RProjZ, +Aspect*RProjZ, 1.0, 32768.0 );

并绘制它

// bind vertex buffer
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VertBuffer);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(float) * size, verts, GL_STATIC_DRAW);

// enable arrays
glEnableVertexAttribArray(0); 

// set pointers
glVertexAttribPointer(0,3,GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * floatsPerVertex, 0);

// render ComplexSurface
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, size);
glDisableVertexAttribArray(0);

在顶点着色器中

gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex; 

一切都在神奇地工作.现在不要误会我的意思,我是魔术的忠实粉丝,但是......然后我找到了几个矩阵转换,可以用来获得一个矩阵来代替glFrustum,但每当我尝试替换它时,它失败很严重(虽然我认为我理解glFrustum背后的数学和转换到矩阵).

试过的是什么样的

buildPerspProjMat(g_ProjView,FovAngle,Aspect,1.0,32768.0 );

glUseProgram(g_program);
glUniformMatrix4fv(g_programFrustum, 1, GL_FALSE, g_ProjView );
glUseProgram(0);

并使用投影matix从上面的缓冲区中使用着色器中的位置,但这根本不起作用.

所以我现在不知道的是在哪里替换它以及着色器中的内容.我不知道glMatrixMode何时发生,"何时"用一些统一的矩阵替换它(将args作为统一传递不是问题).我无法计算我已阅读过多少教程,但我总是对所有混合版本感到困惑.我总是对一些代码示例感到满意,但请OpenGL 3或更高版本.

接下来将是glTexCoord2f替代纹理,但这是一个不同的故事:)

Answer 1

我发现在考虑现代OpenGL时,最好忘记它glMatrixMode曾经存在过.

考虑到这一点,让我们回顾一下最基本的绘图操作所需要的内容:替代gl_ModelViewProjectionMatrix.顾名思义,这是3种不同矩阵的组合:模型矩阵,视图矩阵和投影矩阵.

因此,在着色器中需要容纳的是3个统一变量类型mat4.您会像这样使用:

uniform mat4 projMat;
uniform mat4 viewMat;
uniform mat4 modelMat;

layout (location = 0) in vec3 position;

void main()
{
    gl_Position = projMat * viewMat * modelMat * vec4(position, 1.0);
}

这个着色器代码执行与上面相同的功能.更改的内容gl_ModelViewProjectionMatrix被3个统一变量所取代(如果你确保在传递它之前确保在C++端自己繁殖它们,可以将它们合并为一个变量).内置函数gl_Vertex由输入变量替换.

在C++方面,你需要做两件事.首先,您需要获得每件制服的位置:

GLuint modelMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "modelMat");
GLuint viewMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "viewMat");
GLuint projMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "projMat");

有了这个,你现在可以在绘图之前传递每个制服的值glUniformMatrix4fv.

一个让这个特别容易的特殊库是glm.例如,要获得与示例中相同的投影矩阵,您将执行以下操作:

glm::mat4 projMat = glm::frustum(-RProjZ, +RProjZ, -Aspect*RProjZ, +Aspect*RProjZ, 1.0, 32768.0);

你会像这样传递它:

glUniformMatrix4fv(projMatIdx, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projMat));

既然你知道怎么做,我想解决"什么时候"的问题.你说你不清楚矩阵模式的东西,这让我回到我早先断言的"忘掉它".矩阵模式就在那里你可以告诉opengl内置的应该受到调用OpenGL矩阵操作的影响,比如glTranslate,glFrustum等等,但现在这一切都已经消失了.您现在负责管理所涉及的(可能很多)矩阵.你所要做的就是在画画之前把它们传递出去(正如我上面所示),你会没事的.在尝试修改其制服之前,请确保程序已绑定.

这是一个有效的例子(如果你对gl :: ...而不是gl感到惊讶......那是因为我使用glLoadGen生成的opengl头,它将所有opengl API函数放在gl命名空间中).

GLuint simpleProgramID;
// load the shader and make the program

GLuint modelMatIdx = gl::GetUniformLocation(simpleProgramID, "modelMat");
GLuint viewMatIdx = gl::GetUniformLocation(simpleProgramID, "viewMat");
GLuint projMatIdx = gl::GetUniformLocation(simpleProgramID, "projMat");

GLuint vaoID;
gl::GenVertexArrays(1, &vaoID);
gl::BindVertexArray(vaoID);

GLuint vertBufferID, indexBufferID;
gl::GenBuffers(1, &vertBufferID);
gl::GenBuffers(1, &indexBufferID);

struct Vec2 { float x, y; };
struct Vec3 { float x, y, z; };
struct Vert { Vec3 pos; Vec2 tex; };

std::array<Vert, 8> cubeVerts = {{
    { {  0.5f,  0.5f,  0.5f }, { 1.0f, 0.0f } }, { {  0.5f,  0.5f, -0.5f }, { 1.0f, 1.0f } },
    { {  0.5f, -0.5f, -0.5f }, { 0.0f, 1.0f } }, { {  0.5f, -0.5f,  0.5f }, { 0.0f, 0.0f } },
    { { -0.5f,  0.5f,  0.5f }, { 0.0f, 0.0f } }, { { -0.5f,  0.5f, -0.5f }, { 0.0f, 1.0f } },
    { { -0.5f, -0.5f, -0.5f }, { 1.0f, 1.0f } }, { { -0.5f, -0.5f,  0.5f }, { 1.0f, 0.0f } }
}};

std::array<unsigned int, 36> cubeIdxs = {{ 
    0, 2, 1, 0, 3, 2, // Right
    4, 5, 6, 4, 6, 7, // Left
    0, 7, 3, 0, 4, 7, // Top
    1, 6, 2, 1, 5, 6, // Bottom
    0, 5, 1, 0, 4, 5, // Front
    3, 7, 6, 3, 6, 2  // Back
}};

// Vertex buffer
gl::BindBuffer(gl::ARRAY_BUFFER, vertBufferID);
gl::BufferData(gl::ARRAY_BUFFER, sizeof(Vert) * cubeVerts.size(), cubeVerts.data(), gl::STATIC_DRAW);
gl::EnableVertexAttribArray(0); // Matches layout (location = 0)
gl::VertexAttribPointer(0, 3, gl::FLOAT, gl::FALSE_, sizeof(Vert), 0);
gl::EnableVertexAttribArray(1); // Matches layout (location = 1)
gl::VertexAttribPointer(1, 2, gl::FLOAT, gl::FALSE_, sizeof(Vert), (GLvoid*)sizeof(Vec3));

// Index buffer
gl::BindBuffer(gl::ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBufferID);
gl::BufferData(gl::ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(unsigned int) * cubeIdxs.size(), cubeIdxs.data(), gl::STATIC_DRAW);
gl::BindVertexArray(0);

glm::mat4 projMat = glm::perspective(56.25f, 16.0f/9.0f, 0.1f, 100.0f);
glm::mat4 viewMat = glm::lookAt(glm::vec3(5, 5, 5), glm::vec3(0, 0, 0), glm::vec3(0, 0, 1));
glm::mat4 modelMat; // identity

while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
    gl::Clear(gl::COLOR_BUFFER_BIT | gl::DEPTH_BUFFER_BIT);

    gl::UseProgram(simpleProgramID);
    gl::UniformMatrix4fv(projMatIdx, 1, gl::FALSE_, glm::value_ptr(projMat));
    gl::UniformMatrix4fv(viewMatIdx, 1, gl::FALSE_, glm::value_ptr(viewMat));
    gl::UniformMatrix4fv(modelMatIdx, 1, gl::FALSE_, glm::value_ptr(modelMat));

    gl::BindVertexArray(vaoID);
    gl::DrawElements(gl::TRIANGLES, 36, gl::UNSIGNED_INT, 0);
    gl::BindVertexArray(0);

    gl::UseProgram(0);

    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}

相关顶点着色器:

//[VERTEX SHADER]
#version 430

uniform mat4 projMat;
uniform mat4 viewMat;
uniform mat4 modelMat;

layout (location = 0) in vec3 in_position; // matches gl::EnableVertexAttribArray(0);
layout (location = 1) in vec2 in_uv; // matches gl::EnableVertexAttribArray(1);

out vec2 uv;

void main()
{
    gl_Position = projMat * viewMat * modelMat * vec4(in_position, 1.0);
    uv = in_uv;
}

最后片段着色器:

//[FRAGMENT SHADER]
#version 430

in vec2 uv;

out vec4 color;

void main()
{
    color = vec4(uv, 0.0, 1.0);
}

生成的图像是: