OpenGL-绘制更多的3D物体

 

参考：LearnOpenGL
 

绘制更多的立方体

思路:使用3维向量，定义10个立方体的位置。使用for循环进行10个立方体的绘制，令每个立方体旋转角度不同，来达到更好的视觉效果。

举个栗子

相对于上篇文章，我们仅修改了main.cpp，按照思路进行修改，但去除了立方体的旋转

代码

main.cpp

//头文件
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
#include "Shader.h"
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>

//函数声明
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);

// 设置窗体宽高
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

//主函数
int main()
{
	// glfw: 初始化和配置
	glfwInit();
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
#ifdef __APPLE__
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); 
#endif
	// glfw 窗体生成
	GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "More3D", NULL, NULL);//设置标题
	//判断窗体是否生成
	if (window == NULL)
	{
		std::cout << "生成GLFW窗口失败" << std::endl;
		glfwTerminate();
		return -1;
	}
	glfwMakeContextCurrent(window);
	glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

	// glad: 加载所有的OpenGL功能指针----------------------------------------------------------
	if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
	{
		std::cout << "初始化GLAD失败" << std::endl;
		return -1;
	}
	//开启深度测试
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);
	// 建立并编译着色器--------------------------------------------------------------------
	Shader* myShader = new Shader("vertexSource.txt", "fragmentSource.txt");

	// 设置点数据 (还有缓冲) 配置点的属性（包含点坐标等） 这里设置了4个，将以索引的方式选择点来画三角形
	float vertices[] = {
		-0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 0.0f,
		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,  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,  1.0f, 0.0f,
		0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 1.0f,
		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,  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, 1.0f,
		-0.5f, -0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
		-0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,

		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, 1.0f,
		0.5f, -0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
		0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 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,
		0.5f, -0.5f,  0.5f,  1.0f, 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,  0.0f, 1.0f,
		0.5f,  0.5f, -0.5f,  1.0f, 1.0f,
		0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
		0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
		-0.5f,  0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
		-0.5f,  0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f
	};
	unsigned int indices[] = {  
		0, 1, 2,  // 第一个三角形选择索引为 0 1 3的三个点
		2, 3, 0,  // 第一个三角形选择索引为 1 2 3的三个点
	};
	//10个立方体的坐标 
	glm::vec3 cubePositions[] = {
		glm::vec3(0.0f,  0.0f,  0.0f),
		glm::vec3(2.0f,  5.0f, -15.0f),
		glm::vec3(-1.5f, -2.2f, -2.5f),
		glm::vec3(-3.8f, -2.0f, -12.3f),
		glm::vec3(2.4f, -0.4f, -3.5f),
		glm::vec3(-1.7f,  3.0f, -7.5f),
		glm::vec3(1.3f, -2.0f, -2.5f),
		glm::vec3(1.5f,  2.0f, -2.5f),
		glm::vec3(1.5f,  0.2f, -1.5f),
		glm::vec3(-1.3f,  1.0f, -1.5f)
	};

	unsigned int VBO, VAO, EBO;
	glGenVertexArrays(1, &VAO);
	glGenBuffers(1, &VBO);
	glGenBuffers(1, &EBO);  //注意，这里使用EBO作为缓冲对象
	// 绑定顶点数组, 然后绑定并设置缓冲, 最后配置顶点属性-------------------------------
	glBindVertexArray(VAO);
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
	glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

	glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
	glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
	//修改属性-----------------------------------------------------------------------------
	glVertexAttribPointer(6, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(float), (void*)0);
	glEnableVertexAttribArray(6);
	//glVertexAttribPointer(7, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
	//glEnableVertexAttribArray(7);
	glVertexAttribPointer(8, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
	glEnableVertexAttribArray(8);
	//纹理-------------------------------------------------------------------------------
	unsigned int TexBufferA, TexBufferB;
	stbi_set_flip_vertically_on_load(true);//y轴翻转
	//木箱部分
	glGenTextures(1, &TexBufferA);
	//激活
	glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, TexBufferA);
	/*glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);*/
	glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, TexBufferA);//绑定
	int width, height, nrChannels;
	unsigned char *data = stbi_load("container.jpg", &width, &height, &nrChannels, 0);
	if (data)
	{
		glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
		glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);//生成多级渐远纹理
	}
	else
	{
		std::cout << "加载纹理失败" << std::endl;
	}
	stbi_image_free(data);//释放
	//笑脸部分
	glGenTextures(1, &TexBufferB);
	glActiveTexture(GL_TEXTURE3);
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, TexBufferB);
	glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, TexBufferB);//绑定
	unsigned char *data2 = stbi_load("awesomeface.png", &width, &height, &nrChannels, 0);
	if (data)
	{
		glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data2);//注意，有Alpha通道
		glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);//生成多级渐远纹理
	}
	else
	{
		std::cout << "加载纹理失败" << std::endl;
	}
	stbi_image_free(data2);

	//注意这是允许的，对glVertexAttribPointer的调用将VBO注册为顶点属性的绑定顶点缓冲区对象，所以之后我们可以安全地解除绑定
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

	// 记住：当VAO处于活动状态时，不要取消绑定EBO，因为绑定元素缓冲对象IS存储在VAO中; 保持EBO的约束力。
	//glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);

	// 您可以在之后取消绑定VAO，以便其他VAO调用不会意外地修改此VAO，但这种情况很少发生。无论如何， 
	// 修改其他VAO需要调用glBindVertexArray，因此我们通常不会在不直接需要时解除VAO（VBO同样）的绑定。
	glBindVertexArray(0);

	// 取消注释此调用会绘制线框多边形。
	//glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
	//glm相关------------------------------------------------------------------
	// 下面就是矩阵初始化的一个例子，如果使用的是0.9.9及以上版本
	// 下面这行代码就需要改为:
	// glm::mat4 trans = glm::mat4(1.0f)
	glm::mat4 trans;
	//trans = glm::translate(trans, glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
	//trans = glm::rotate(trans, glm::radians(45.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
	//trans = glm::scale(trans, glm::vec3(1.30, 1.30, 1.30));
	glm::mat4 modelMat;
	modelMat = glm::rotate(modelMat, glm::radians(-55.0f), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
	
	glm::mat4 viewMat;
	// 注意，我们将矩阵向我们要进行移动场景的反方向移动。
	viewMat = glm::translate(viewMat, glm::vec3(0.0f, 0.0f, -3.0f));
	glm::mat4 projMat;
	projMat = glm::perspective(glm::radians(45.0f),800.0f / 600.0f,0.1f, 100.0f);//（透视投影，远小近大）


	while (!glfwWindowShouldClose(window))
	{
		//随时间旋转
		//modelMat = glm::rotate(modelMat, (float)glfwGetTime() * glm::radians(30.0f), glm::vec3(0.5f, 1.0f, 0.0f));
		// 输入
		processInput(window);
		Sleep(200);
		glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
		//清除颜色及深度测试
		glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
		//绑定纹理
		glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // 在绑定纹理之前先激活纹理单元
		glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, TexBufferA);
		glActiveTexture(GL_TEXTURE3); // 在绑定纹理之前先激活纹理单元
		glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, TexBufferB);
		glBindVertexArray(VAO);
		/*glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);*/
		for (int i = 0;i < 10;++i)
		{
			glm::mat4 modelMat2;
			modelMat2 = glm::translate(modelMat2, cubePositions[i]);
			float angle = 20.0f * i;//每个旋转角度不同
			modelMat2 = glm::rotate(modelMat2, glm::radians(angle), glm::vec3(1.0f, 0.3f, 0.5f));
			glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
			//使用着色器
			myShader->use();
			glUniform1i(glGetUniformLocation(myShader->ID, "ourTexture"), 0); // 手动设置
																			  //glUniform1i(glGetUniformLocation(myShader->ID, "ourFace"), 3); // 手动设置
			myShader->setInt("ourFace", 3); // 或者使用着色器类设置
											/*unsigned int transformLoc = glGetUniformLocation(myShader->ID, "transform");*/
											/*glUniformMatrix4fv(transformLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(trans));*/
			unsigned int modelMatLoc = glGetUniformLocation(myShader->ID, "modelMat");
			unsigned int viewMatLoc = glGetUniformLocation(myShader->ID, "viewMat");
			unsigned int projMatLoc = glGetUniformLocation(myShader->ID, "projMat");
			glUniformMatrix4fv(modelMatLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(modelMat2));//使用modelMat的话就是一个，拿出for循环
			glUniformMatrix4fv(viewMatLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(viewMat));
			glUniformMatrix4fv(projMatLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projMat));
		}

		// 画矩形--------------------------------------------------------------------------
		//可以知道我们只有一个三角形VAO，没必要每次都绑定它，但是我们这么做会让代码有一点组织性
		glBindVertexArray(VAO);
		/*glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);*/
		glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
		// glBindVertexArray(0); //没必要每次都解绑 
		// 交换buffers和poll的IO事件 (按键按下/释放，鼠标移动等.)
		glfwSwapBuffers(window);
		glfwPollEvents();
	}
	//一旦他们超出已有的资源，就取消所有资源的分配：
	glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
	glDeleteBuffers(1, &VBO);
	glDeleteBuffers(1, &EBO);
	// glfw:终止，清空之前所有的GLFW的预分配资源
	glfwTerminate();
	return 0;
}
//查询GLFW相关按键是否被按下/释放，根据情况作出反应
void processInput(GLFWwindow *window)
{
	if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
		glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
// g无论窗口大小何时改变（由操作系统或用户自己）这个回调函数将会被执行
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
	//确定viewport与新的窗口尺寸匹配; 请注意，宽度和高度将明显大于显示器上指定的宽度和高度。
	glViewport(0, 0, width, height);
}

截图

10个立方体

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