如何在 openGL 中显示 2 个或更多对象（模型 - 视图 - 投影矩阵和着色器）

Question

当我想绘制一个对象时，一切都可以，例如一个立方体。我为立方体创建顶点，创建缓冲区，创建 MVP 矩阵并将其发送到着色器，效果很好。

但是，当我想绘制 2 个或更多对象时该怎么办，例如立方体和三角形？我相信三角形和立方体的视图和投影矩阵应该相同，我只需要不同的模型矩阵，对吗？ 所以这意味着我将有两个 MVP？

//Example (using GLM):

glm::mat4 MVPC = Projection * View * ModelCube; 
glm::mat4 MVPT = Projection * View * ModelTriangle; 

那我现在怎么处理这两个？这是适用于立方体的顶点着色器

//vertex shader
#version 330 core

layout(location = 0) in vec3 verticesCube;

uniform mat4 MVPC;

void main(){

     gl_Position =  MVPC * vec4(verticesCube,1);

}

我应该如何在着色器中处理 MVPT（三角形），我尝试处理不同的东西，但我无法让它工作，我无法同时显示立方体和三角形。

Answer 1

混淆来自于认为着色器一次控制多个顶点数组，而它应该被认为是一个通用实体。一个顶点数组被传递给着色器，然后对象被绘制。并且重复这个过程。

例如，假设我们将变量 matrixID 分配给统一的 MVP：

    // get handle for our "MVP" uniform
    GLuint matrixID = glGetUniformLocation(programID, "MVP");

当我们准备好绘制一个对象时，我们将 matrixID 设置为对象的 MVP：

    glUniformMatrix4fv(matrixID, 1, GL_FALSE, &cubeMVP[0][0]);

然后绑定顶点缓冲区，设置属性指针，绘制：

    glEnableVertexAttribArray(0);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, cubeVerteciesBuffer);

    glVertexAttribPointer(
            0,      // shader layout location
            3,
            GL_FLOAT,
            GL_FALSE,
            0,
            (void *)0
    );
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 12*3);    // draw cube

现在我们移动到三角形并重复这个过程 - 将 matrixID 设置为对象的 MVP，绑定顶点缓冲区，设置属性指针，然后绘制它：

    glUniformMatrix4fv(matrixID, 1, GL_FALSE, &triMVP[0][0]);

    glEnableVertexAttribArray(0);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, triangleVerteciesBuffer);

    glVertexAttribPointer(
            0,      // shader layout location
            3,
            GL_FLOAT,
            GL_FALSE,
            0,
            (void *)0
    );
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);   // draw triangle

对应的顶点着色器代码：

#version 330 core
// Input vertex data, different for all executions of this shader.
layout(location = 0) in vec3 vertecies_modelspace;

uniform mat4 MVP;

void main(){
    gl_Position = MVP * vec4(vertecies_modelspace, 1);
}

Answer 2

OpenGL 不是场景图。它根据当前状态绘制事物然后忘记它。

因此，如果您想绘制不同的几何图形，使用不同的变换只需设置相应的变换矩阵（统一），绘制对象并为您要绘制的每个对象重复此操作。几何图形绘制完成后，以下操作对其没有进一步的影响，只是可能会被过度绘制。

Answer 3

另一种可行的方法是在顶点着色器中进行“ModelViewProjection”矩阵计算。您可以通过在顶点着色器中创建统一的 model、view 和 projection 矩阵变量来做到这一点。然后，您可以全局计算 view 和 projection 矩阵，并将它们发送到着色器。然后，您可以单独计算立方体和三角形（或您需要渲染的任何对象）的模型矩阵，并将这些模型矩阵也发送到着色器。

---

视图和投影矩阵计算；这可能在一个单独的“相机”类中：

glm::mat4 viewMatrix = glm::lookAt(
  glm::vec3(0, -5, 0), // camera location in world
  glm::vec3(0, 0, 0), // point camera is looking at
  glm::vec3(0, 1, 0) // orientation of camera, change 1 to -1 to flip camera upside down
);

glm::mat4 projectionMatrix = glm::perspective(35.0f, displayWidth / displayHeight, 0.1f, 100.0f);

// send view and projection matrices to the shader
glUseProgram(shaderProgram);
GLint viewMatrixId = glGetUniformLocation(shaderProgram, "view");
GLint projectionMatrixId = glGetUniformLocation(shaderProgram, "projection");

glUniformMatrix4fv(viewMatrixId, 1, GL_FALSE, &viewMatrix[0][0]);
            glUniformMatrix4fv(projectionMatrixId, 1, GL_FALSE, &projectionMatrix[0][0]);
glUseProgram(0);

---

模型矩阵计算；这段代码可以放在一个单独的类中，您可以为每个要渲染的对象实例化它：

// this can go after where you initialize your cube or triangle vertex information
glUseProgram(shaderProgram);
modelMatrixId = glGetUniformLocation(shaderProgram, "model"); //modelMatrixId can be a global GLint
glUniformMatrix4fv(modelMatrixId, 1, GL_FALSE, &modelMatrix[0][0]); //modelMatrix can be a global glm::mat4
glUseProgram(0);

//use this for every render frame
glUseProgram(shaderProgram);
glUniformMatrix4fv(modelMatrixId, 1, GL_FALSE, &modelMatrix[0][0]);

// code to bind vertices and draw you objects goes here

glUseProgram(0);

---

新的顶点着色器：

//vertex shader
#version 330 core

layout(location = 0) in vec3 vertices;

uniform mat4 model, view, projection;

void main(){

     gl_Position =  projection * view * model * vec4(vertices, 1.0);

}

Answer 4

有两个顶点数组。让我们说立方体的array1，圆形的array2。 创建 2 个 vaos 和 2 个 vbos。用于立方体的 vao1 和 vbo1。圆的 vao2 和 vbo2。

绑定 vao1，绑定 vbo1，用 array1 填充 vbo1 缓冲区。 glUserProgram(program) 是一个着色器程序，设置 vertexattripointer。

调用 glDrawArray()

对其他 vao 和 vbo 做同样的事情。