如何使用新的 OperGL / OpenTk API 渲染实例

Question

我正在尝试将本教程 (Advanced-OpenGL/Instancing) 和这些答案 (How to render using 2 VBO) (New API Clarification) 中的信息放在一起，以便渲染正方形的实例，通过将每个实例的模型矩阵提供给着色器数组缓冲区。我结束的代码如下。我切片并测试了任何部分，问题似乎是模型矩阵本身没有正确传递给着色器。我在 Visual Studio 中使用 OpenTK。

为了简单和调试，池只包含一个正方形，所以我仍然没有除数问题或其他我仍然无法处理的有趣问题。

我的顶点数据数组包含 3 个用于位置的浮点数和 4 个用于颜色的浮点数（步幅 = 7 时间浮点数大小）。

我的附加代码结果是：

• 如果我在顶点着色器中删除 imodel 乘法，我得到的正是我所期望的，一个带有绿色边框（呈现为循环线）的红色正方形（呈现为 2 个三角形）。
• 如果我更改着色器并乘以模型矩阵，我会在屏幕中心上方看到一条红线，它的长度会随时间变化。动画是有意义的，因为模拟正在旋转正方形，因此角度会定期更新，因此计算出的模型矩阵会发生变化。另一个很好的结果是因为我实际上是在向着色器发送动态数据。但是我无法旋转和平移我原来的正方形。

有什么线索吗？ 非常感谢。

顶点着色器：

#version 430 core
layout (location = 0) in vec3  aPos;
layout (location = 1) in vec4  aCol;
layout (location = 2) in mat4 imodel;
out vec4 fColor;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main() {
    fColor = aCol;
    gl_Position = vec4(aPos, 1.0) * imodel * view * projection;
}

片段着色器：

#version 430 core
in vec4 fColor;
out vec4 FragColor;

void main() {
    FragColor = fColor;
}

OnLoad sn-p（初始化）：

InstanceVBO = GL.GenBuffer();
GL.GenBuffers(2, VBO);

GL.BindBuffer(BufferTarget.ArrayBuffer, VBO[0]);
GL.BufferData(BufferTarget.ArrayBuffer,
    7 * LineLoopVertCount  * sizeof(float), 
    LineLoopVertData, BufferUsageHint.StaticDraw);

GL.BindBuffer(BufferTarget.ArrayBuffer, VBO[1]);
GL.BufferData(BufferTarget.ArrayBuffer,
    7 * TrianglesVertCount * sizeof(float),
    TrianglesVertData, BufferUsageHint.StaticDraw);

GL.BindBuffer(BufferTarget.ArrayBuffer, 0);

// VAO SETUP

VAO = GL.GenVertexArray();
GL.BindVertexArray(VAO);

// Position
GL.EnableVertexAttribArray(0);
GL.VertexAttribFormat(0, 3, VertexAttribType.Float, false, 0);
GL.VertexArrayAttribBinding(VAO, 0, 0);

// COlor
GL.EnableVertexAttribArray(1);
GL.VertexAttribFormat(1, 4, VertexAttribType.Float, false, 3 * sizeof(float));
GL.VertexArrayAttribBinding(VAO, 1, 0);

int vec4Size = 4;
GL.EnableVertexAttribArray(2);
GL.VertexAttribFormat(2, 4, VertexAttribType.Float, false, 0 * vec4Size * sizeof(float));
GL.VertexAttribFormat(3, 4, VertexAttribType.Float, false, 1 * vec4Size * sizeof(float));
GL.VertexAttribFormat(4, 4, VertexAttribType.Float, false, 2 * vec4Size * sizeof(float));
GL.VertexAttribFormat(5, 4, VertexAttribType.Float, false, 3 * vec4Size * sizeof(float));

GL.VertexAttribDivisor(2, 1);
GL.VertexAttribDivisor(3, 1);
GL.VertexAttribDivisor(4, 1);
GL.VertexAttribDivisor(5, 1);

GL.VertexArrayAttribBinding(VAO, 2, 1);

GL.BindVertexArray(0);

OnFrameRender SN-P：

shader.Use();
shader.SetMatrix4("view", cameraViewMatrix);
shader.SetMatrix4("projection", cameraProjectionMatrix);

int mat4Size = 16;

for (int i = 0; i < simulation.poolCount; i++)
{
    modelMatrix[i] = Matrix4.CreateFromAxisAngle(
        this.RotationAxis, simulation.pool[i].Angle);

    modelMatrix[i] = matrix[i] * Matrix4.CreateTranslation(new Vector3(
        simulation.pool[i].Position.X,
        simulation.pool[i].Position.Y,
        0f));

    //modelMatrix[i] = Matrix4.Identity;
}

// Copy model matrices into the VBO
// ----------------------------------------
GL.BindBuffer(BufferTarget.ArrayBuffer, InstanceVBO);
GL.BufferData(BufferTarget.ArrayBuffer,
    simulation.poolCount * mat4Size * sizeof(float),
    modelMatrix, BufferUsageHint.DynamicDraw);
GL.BindBuffer(BufferTarget.ArrayBuffer, 0);
// ----------------------------------------

GL.BindVertexArray(VAO);

GL.BindVertexBuffer(1, InstanceVBO, IntPtr.Zero, mat4Size * sizeof(float));

GL.BindVertexBuffer(0, VBO[0], IntPtr.Zero, 7 * sizeof(float));
GL.DrawArraysInstanced(PrimitiveType.LineLoop, 0, LineLoopVertCount, simulation.poolCount);

GL.BindVertexBuffer(0, lifeFormVBO[1], IntPtr.Zero, lifeFormTrianglesFStride * sizeof(float));
GL.DrawArraysInstanced(PrimitiveType.Triangles, 0, TrianglesVertCount, simulation.poolCount);

GL.BindVertexArray(0);

Answer 1

这里有很多错误。

首先，您不会在 2 之后启用任何属性数组，即使您的着色器说您也在读取 3-5。同样，您不为 2 之后的任何数组设置属性绑定。

但是你更大的问题是你使用glVertexAttribDivisor。那就是错误的功能对于你正在尝试做的事情。那是用于设置除数的旧 API。

在单独的属性格式中，除数是缓冲区绑定的一部分，不是顶点属性。所以除数需要设置为glVertexBindingDivisor，它给出的索引就是你打算绑定缓冲区的索引。哪个应该是1。

所以大概，你的代码应该是这样的：

int vec4Size = 4;
for(int ix = 0; ix < 4; ++ix)
{
  int attribIx = 2 + ix;
  GL.EnableVertexAttribArray(attribIx);
  GL.VertexAttribFormat(attribIx, 4, VertexAttribType.Float, false, ix * vec4Size * sizeof(float));
  GL.VertexArrayAttribBinding(VAO, attribIx, 1); //All use the same buffer binding
}

GL.VertexBindingDivisor(1, 1);

Answer 2

在 opentk 中，矩阵按列发送，而不是像往常一样按行发送，因此有必要按列反转行，您可以这样做。

private Matrix4[] TransposeMatrix(Matrix4[] inputModel)
{
    var outputModel = new Matrix4[inputModel.Length];
    for(int i = 0; i < inputModel.Length; i++)
    {
        outputModel[i].Row0 = inputModel[i].Column0;
        outputModel[i].Row1 = inputModel[i].Column1;
        outputModel[i].Row2 = inputModel[i].Column2;
        outputModel[i].Row3 = inputModel[i].Column3;
    }
    return outputModel;
}