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纹理讲完，下面进入
激动人心的 3D 教程了。
一、GLM 环境配置
具体可以参考一下我的 这篇博客 。
二、代码
- main.cpp
#include <iostream>
//GLEW
#define GLEW_STATIC
#include <GL/glew.h>
//GLFW
#include <GLFW/glfw3.h>
//Shader
#include "Shader.h"
// SOIL2
//Linux 用的是 \, 但是 / 都可以用
#include "SOIL2/SOIL2.h"
#include "SOIL2/stb_image.h"
//glm
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp> //需要什么变换，就导入什么文件，具体可以去官网看
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>
const GLint WIDTH = 800, HEIGHT = 600; //新建窗口
int main()
{
glfwInit();
//OpenGL 版本
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
//窗口设置
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE); //用的是新版的 OpenGL 3.3
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); // must for Mac
glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, GL_FALSE); //改为 GL_TRUE，改变窗口，纵横比会变
GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "Learn OpenGL B16112011", nullptr,
nullptr); //窗口名字改成自己的学号
if (nullptr == window)
{
std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
// next two lines are for mac retina display
int screenWidth, screenHeight;
glfwGetFramebufferSize(window, &screenWidth, &screenHeight); //获取窗口大小
glfwMakeContextCurrent(window); //可以新建很多 window
glewExperimental = GL_TRUE;
if (GLEW_OK != glewInit())
{
std::cout << "Failed to initialise GLEW" << std::endl;
return -1;
}
glViewport(0, 0, screenWidth, screenHeight); //从（0,0）开始画点，直到 WIDTH 和 HEIGHT
/*
//启动透明度混合，固定不能改，alpha 线性混合：设置当前为 α ，其他就为 1- α
glEnable(GL_BLEND);
//表示把渲染的图像融合到目标区域。也就是说源的每一个像素的alpha都等于自己的alpha，
//目标的每一个像素的alpha等于1减去该位置源像素的alpha。因此不论叠加多少次，亮度是不变的。
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
*/
//vs 是顶点调色器，frag 是边缘调色器
Shader ourShader = Shader("core1.vs", "core1.frag"); //文件相对路径
//now the verte information comes below
GLfloat vertices[] = {
//
0.5f, 0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.0f,
};
unsigned int indices[] = {
0,1,3,
1,2,3
};
//the date should be transfered to the memory on the Graphics Card,传到显存
GLuint VAO, VBO; //VAO:Vertex Array Object VBO:Vertex Buffer Object传数据
glGenVertexArrays(1, &VAO); //创建 VAO
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindVertexArray(VAO); //设当前直线
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); //VAO 和 VBO 成对出现
// transfer the data：传数据
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW); //静态访问，几乎不修改
//set the attribute
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE,
3 * sizeof(GLfloat), (GLvoid *)0); //0:对应调色器里 location 的值；3:对应 vec3 三个量；GL_FLOAT:浮点型；GL_FALSE:；5*sizeof(GLfloat):对应 Buffer 里传的数据；(GLvoid*)0:从第 0 个位置开始
glEnableVertexAttribArray(0);
//transfer the index
GLuint EBO;
glGenBuffers(1, &EBO);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);
//画图
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
glfwPollEvents(); //把所有事件系统都取过来：键盘/鼠标等操作
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); //窗口背景颜色，RGB，最后一个是透明度
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
//Bind the shader
//glUseProgram(shaderProgram); //使用调色器,不注释
ourShader.Use();
//glm 从 0.9.9 版本起，默认会将矩阵类型初始化为一个零矩阵（所有元素均为 0）
glm::mat4 transform = glm::mat4(1.0f); //初始化 4 * 4 单位矩阵
//旋转
//GLM 希望它的角度是弧度制，radians 将角度转化为弧度制
//glfwGetTime()：让图形一直变换，做一个类型转换，用 static_cast<GLfloat>，设为 GLfloat 型
//glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f)，分别绕 x 轴、y 轴、z 轴进行旋转，如果都为 1.0f，就是绕和向量 (1,1,1) 转
transform = glm::rotate(transform, glm::radians(20.0f) * static_cast<GLfloat>(glfwGetTime()), glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f));
//缩放，x、y、z 都缩放到原来的 0.5 倍
transform = glm::scale(transform, glm::vec3(0.5f, 0.5f, 0.5f));
//平移
//transform =
GLuint transLoc = glGetUniformLocation(ourShader.Program, "transform"); //到 vs 找到那个 transform 变量
//Matrix4fv：4维矩阵，fv：浮点类型
//transLoc：变量 uniform 的位置
//1：代表只传入一个矩阵
//GL_FALSE：不对矩阵进行置换，即不交换矩阵的行和列。GLM 的默认布局就是列主序，所以并不需要置换矩阵
//最后：直接给出 transform 矩阵数组，这里我们要把矩阵转换成数组的格式传递。
glUniformMatrix4fv(transLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(transform)); //glUniformMatrix4fv：四个坐标 glUniform4fv：三个坐标
//Draw the triangle
glBindVertexArray(VAO); //使用 VAO，直接绑定
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
//glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3); //画三角形，从第 0 个数据开始画，到最后一个数据（第 3 个）结束
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0); //解绑定
glBindVertexArray(0);
glfwSwapBuffers(window); //调用双面进行画，显示一个，另一个在画，画面更流畅
}
glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
glDeleteBuffers(1, &VBO);
glDeleteBuffers(1, &EBO);
glfwTerminate();
return 0;
}
- Shader.h
#pragma once
//#ifndef shader_hpp
//#define shader_hpp
//#endif /* shader_hpp */
#include<string>
#include<fstream> //可以打开文件
#include<sstream>
#include<iostream>
#include<GL/glew.h>
class Shader {
GLuint vertex, fragment;
public:
GLuint Program;
Shader(const GLchar * vertexPath, const GLchar * fragmentPath)
{
std::string vertexCode;
std::string fragmentCode;
std::ifstream vShaderFile;
std::ifstream fShaderFile;
vShaderFile.exceptions(std::ifstream::badbit);
fShaderFile.exceptions(std::ifstream::badbit);
try {
vShaderFile.open(vertexPath);
fShaderFile.open(fragmentPath);
std::stringstream vShaderStream, fShaderStream;
vShaderStream << vShaderFile.rdbuf();
fShaderStream << fShaderFile.rdbuf();
//文件关闭顺序，先 v 再 f
vShaderFile.close();
fShaderFile.close();
vertexCode = vShaderStream.str();
fragmentCode = fShaderStream.str();
}
catch (std::ifstream::failure a) {
std::cout <<
"ERROR::SHADER::FILE_NOT_SUCCESSFULLY_READ"
<< std::endl;
}
//类型转换
const GLchar *vShaderCode = vertexCode.c_str();
const GLchar *fShaderCode = fragmentCode.c_str();
//import and compile the shader
vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER); //不用重新定义
glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL);
glCompileShader(vertex); //编译
GLint success;
GLchar infoLog[512];
glGetShaderiv(vertex, GL_COMPILE_STATUS, &success); //编译是否完成的位置
if (!success) {
glGetShaderInfoLog(vertex, 512, NULL, infoLog);
std::cout <<
"ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n"
<< infoLog << std::endl;
}
//边缘调色器
fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL);
glCompileShader(fragment); //编译
glGetShaderiv(fragment, GL_COMPILE_STATUS, &success); //编译是否完成的位置
if (!success) {
glGetShaderInfoLog(fragment, 512, NULL, infoLog);
std::cout <<
"ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n"
<< infoLog << std::endl;
}
//create the program and link the program
this->Program = glCreateProgram(); //创建着色器程序
glAttachShader(this->Program, vertex);
glAttachShader(this->Program, fragment);
glLinkProgram(this->Program); //链接
glValidateProgram(this->Program); //可省略
glGetProgramiv(this->Program, GL_LINK_STATUS, &success);
if (!success) {
glGetProgramInfoLog(this->Program, 512, NULL, infoLog); //获取链接情况
std::cout <<
"ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" <<
infoLog << std::endl;
}
}
~Shader() {
glDetachShader(this->Program, vertex);
glDetachShader(this->Program, fragment);
glDeleteShader(vertex);
glDeleteShader(fragment);
glDeleteProgram(this->Program);
}
void Use() {
glUseProgram(this->Program);
}
};
- core1.vs
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 position;
uniform mat4 transform;
void main(){
gl_Position = transform * vec4(position, 1.0f);
}
- core1.frag
#version 330 core
out vec4 color;
void main(){
color = vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.1f);
}
程序正常运行，应该能出现一个 3D 红色动态的矩形在转。
其实这个矩形是绕着（1,1,1）在转动的。
三、讲解
引入 GLM 库。
//glm
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp> //需要什么变换，就导入什么文件，具体可以去官网看
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>
初始化单位矩阵。
//glm 从 0.9.9 版本起，默认会将矩阵类型初始化为一个零矩阵（所有元素均为 0）
glm::mat4 transform = glm::mat4(1.0f); //初始化 4 * 4 单位矩阵
旋转。
//旋转
//GLM 希望它的角度是弧度制，radians 将角度转化为弧度制
//glfwGetTime()：让图形一直变换，做一个类型转换，用 static_cast<GLfloat>，设为 GLfloat 型
//glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f)，分别绕 x 轴、y 轴、z 轴进行旋转，如果都为 1.0f，就是绕和向量 (1,1,1) 转
transform = glm::rotate(transform, glm::radians(20.0f) * static_cast<GLfloat>(glfwGetTime()), glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f));
缩放。
//缩放，x、y、z 都缩放到原来的 0.5 倍
transform = glm::scale(transform, glm::vec3(0.5f, 0.5f, 0.5f));
传矩阵数据。
GLuint transLoc = glGetUniformLocation(ourShader.Program, "transform"); //到 vs 找到那个 transform 变量
//Matrix4fv：4维矩阵，fv：浮点类型
//transLoc：变量 uniform 的位置
//1：代表只传入一个矩阵
//GL_FALSE：不对矩阵进行置换，即不交换矩阵的行和列。GLM 的默认布局就是列主序，所以并不需要置换矩阵
//最后：直接给出 transform 矩阵数组，这里我们要把矩阵转换成数组的格式传递。
glUniformMatrix4fv(transLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(transform)); //glUniformMatrix4fv：四个坐标 glUniform4fv：三个坐标
把之前关于 纹理 的代码都要删掉。
四、致谢
本文首发于个人博客：Wonz の Blog 。