我发现在考虑现代 OpenGL 时,最好忘记 glMatrixMode 曾经存在过。
考虑到这一点,让我们回顾一下最基本的绘制操作需要什么:替换gl_ModelViewProjectionMatrix。顾名思义,这是 3 个不同矩阵的组合:模型矩阵、视图矩阵和投影矩阵。
因此,您需要在着色器中容纳 3 个 mat4 类型的统一变量。你会像这样使用它:
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);
}
这段着色器代码执行的功能与上面的相同。改变的是内置的 gl_ModelViewProjectionMatrix 被 3 个统一变量替换(如果您确保在传递之前在 C++ 端自己将它们相乘,则可以将它们组合为一个)。并且内置的gl_Vertex 被替换为输入变量。
在 C++ 方面,您需要做两件事。首先,您需要获取这些制服的位置:
GLuint modelMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "modelMat");
GLuint viewMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "viewMat");
GLuint projMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "projMat");
有了这个,您现在可以在使用glUniformMatrix4fv 绘制之前为每个制服传递值。
glm 是一个使这变得特别容易的特定库。例如,要获得与您的示例相同的投影矩阵,您可以:
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“何时”的问题。你说你不清楚矩阵模式的东西,这让我回到了我之前的“忘记它”的断言。矩阵模式在那里,以便您可以告诉 opengl 哪个内置应该受到对 OpenGL 矩阵操作(如 glTranslate、glFrustum 等)的调用的影响,但现在所有这些都消失了。您现在负责管理所涉及的(可能很多)矩阵。你所要做的就是在你画画之前把它们传进去(如我上面所示),你会没事的。在尝试修改其制服之前,请确保该程序已绑定。
这是一个工作示例(如果您对 gl::... 而不是 gl... )。
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();
}
关联的顶点着色器:
//[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;
}
最后是片段着色器:
//[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: