网格

自定义网格类

通过使用Assimp，我们可以加载不同的模型到程序中，但是载入后它们都被储存为Assimp的数据结构。

为了渲染这个模型/物体，我们需要将这些数据转换为OpenGL能够理解的格式，所以需要自定义网格类来读取存储在Assimp数据结构中的模型数据。
思考自定义网格类的属性
- 一个网格应该至少需要一系列的顶点，每个顶点包含一个位置向量、一个法向量和一个纹理坐标向量
- 一个网格还应该包含用于索引绘制的索引以及纹理形式的材质数据（漫反射/镜面光贴图）。
```
struct Vertex {
      
      
    glm::vec3 Position;
    glm::vec3 Normal;
    glm::vec2 TexCoords;
};
struct Texture {
      
      
    unsigned int id;
    string type;
};
```

自定义Mesh类重点代码讲解

初始化函数

代码

void setupMesh()
{
      
      
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glGenBuffers(1, &EBO);

    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);

    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertices.size() * sizeof(Vertex), &vertices[0], GL_STATIC_DRAW);  

    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indices.size() * sizeof(unsigned int), 
                 &indices[0], GL_STATIC_DRAW);

    // 顶点位置
    glEnableVertexAttribArray(0);   
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)0);
    // 顶点法线
    glEnableVertexAttribArray(1);   
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Normal));
    // 顶点纹理坐标
    glEnableVertexAttribArray(2);   
    glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, TexCoords));

    glBindVertexArray(0);
}

说明
- sizeof(Vertex);能得到结构体的大小
  
  因为
  
  C++结构体有一个很棒的特性，它们的内存布局是连续的(Sequential)。
  
  将结构体作为一个数据数组使用，那么它将会以顺序排列结构体的变量，这将会直接转换为我们在数组缓冲中所需要的float（实际上是字节）数组
```
Vertex vertex;
vertex.Position  = glm::vec3(0.2f, 0.4f, 0.6f);
vertex.Normal    = glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
vertex.TexCoords = glm::vec2(1.0f, 0.0f);
// = [0.2f, 0.4f, 0.6f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f];
```
  sizeof(Vertex); 32字节（8个float * 每个4字节）
- 结构体的另外一个很好的用途是它的预处理指令offsetof(s, m)
  - 它的第一个参数是一个结构体，第二个参数是这个结构体中变量的名字。这个宏会返回那个变量距结构体头部的字节偏移量(Byte Offset)
  - 这正好可以用在定义glVertexAttribPointer函数中的偏移参数：
```
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Normal)); 
```
    偏移量现在是使用offsetof来定义
    
    这里它会将法向量的字节偏移量设置为结构体中法向量的偏移量，也就是3个float，即12字节。

渲染函数

问题引入

真正渲染这个网格之前，我们需要在调用glDrawElements函数之前先绑定相应的纹理

我们一开始并不知道这个网格（如果有的话）有多少纹理、纹理是什么类型的。
如何解决

设定一个shader纹理采样命名标准：

每个漫反射纹理被命名为texture_diffuseN，每个镜面光纹理应该被命名为texture_specularN，其中N的范围是1到纹理采样器最大允许的数字
```
uniform sampler2D texture_diffuse1;
uniform sampler2D texture_diffuse2;
uniform sampler2D texture_diffuse3;
uniform sampler2D texture_specular1;
uniform sampler2D texture_specular2;
```
需要预先在shader中定义那么多纹理采样名称，可能会有所浪费或者不够的问题
- 浪费
  
  网格只有两个纹理，而shader预定义了4个uniform名称
- 不够（这个问题可能不会出现）
  
  网格有34个纹理，而shader只能根据opengl最大预定义32个

代码

void Draw(Shader shader) 
{
      
      
    unsigned int diffuseNr = 1;
    unsigned int specularNr = 1;
    for(unsigned int i = 0; i < textures.size(); i++)
    {
      
      
        glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + i); // 在绑定之前激活相应的纹理单元
        // 获取纹理序号（diffuse_textureN 中的 N）
        string number;
        string name = textures[i].type;
        if(name == "texture_diffuse")
            number = std::to_string(diffuseNr++);
        else if(name == "texture_specular")
            number = std::to_string(specularNr++);

        shader.setInt(("material." + name + number).c_str(), i);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[i].id);
    }
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);

    // 绘制网格
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, indices.size(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
    glBindVertexArray(0);
}

LearnOpenGL-模型加载-2.网格与自定义Mesh类

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网格

自定义Mesh类重点代码讲解

初始化函数

渲染函数

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