1. 概述

本文基于C++语言,描述OpenGL的变换

前置知识可参考:

笔者这里不过多描述每个名词、函数和细节,更详细的文档可以参考:

2. 导入GLM

平移、旋转、缩放等变换主要是使用变换矩阵来实现

OpenGL Mathematics(GLM)是一个基于GLSL的只有头文件的C++数学运算库

GLM的GitHub站点为:g-truc/glm: OpenGL Mathematics (GLM) (github.com)

使用GLM只需将其头文件的根目录包含到工程目录中即可

笔者这里使用的是CMake进行构建,所以只需将GLM目录使用CMake语句进行包含即可:

include_directories(lib)

引入头文件:

#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>

3. 设置变换矩阵

设置一个平移、旋转、缩放的矩阵:

glm::mat4 trans = glm::mat4(1.0f);
trans = glm::translate(trans, glm::vec3(0.5f, -0.5f, 0.0f)*(float)sin(glfwGetTime()));
trans = glm::rotate(trans, (float)glfwGetTime(), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
trans = glm::scale(trans, glm::vec3(1.0f, 1.0f, 0.0f)*(float)(sin(glfwGetTime()) * 0.5 + 0.5));

在顶点着色器中将变换矩阵与坐标结合:

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aColor;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoord; out vec3 ourColor;
out vec2 TexCoord; uniform mat4 transform; void main()
{
gl_Position = transform * vec4(aPos, 1.0);
ourColor = aColor;
TexCoord = aTexCoord;
}

将变换矩阵输入到GPU:

glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "transform"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(trans));

如果顺利的话,结果如下:

4. 完整代码

主要文件test.cpp

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
#include <math.h>
#include "Shader.hpp"
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp> void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height);
void process_input(GLFWwindow *window);
unsigned int *renderInit();
void render(unsigned int shaderProgram, unsigned int VAO, unsigned int texture1, unsigned int texture2);
bool checkCompile(unsigned int shader);
bool checkProgram(unsigned int shaderProgram); int main()
{
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(800, 600, "transformation", nullptr, nullptr); if (window == nullptr)
{
std::cout << "Faild to create window" << std::endl;
glfwTerminate();
}
glfwMakeContextCurrent(window); if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Faild to initialize glad" << std::endl;
return -1;
}
glad_glViewport(0, 0, 800, 600);
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback); unsigned int *arr = renderInit(); while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
process_input(window); glm::mat4 trans = glm::mat4(1.0f);
trans = glm::translate(trans, glm::vec3(0.5f, -0.5f, 0.0f)*(float)sin(glfwGetTime()));
trans = glm::rotate(trans, (float)glfwGetTime(), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
trans = glm::scale(trans, glm::vec3(1.0f, 1.0f, 0.0f)*(float)(sin(glfwGetTime()) * 0.5 + 0.5));
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(arr[0], "transform"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(trans)); // render std::cout << arr[0] << " " << arr[1] << " " << arr[2] << " " << arr[3] << " " << arr[4] << std::endl;
render(arr[0], arr[1], arr[3], arr[4]); glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
} glDeleteProgram(arr[0]);
glDeleteVertexArrays(1, &arr[1]);
glDeleteBuffers(1, &arr[2]); glfwTerminate();
return 0;
} void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
glViewport(0, 0, width, height);
} void process_input(GLFWwindow *window)
{
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
{
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
} unsigned int *renderInit()
{
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO); unsigned int texture1;
glGenTextures(1, &texture1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
// 为当前绑定的纹理对象设置环绕、过滤方式
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
// 加载并生成纹理
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);
}
else
{
std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
}
stbi_image_free(data); unsigned int texture2;
glGenTextures(1, &texture2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);
// 为当前绑定的纹理对象设置环绕、过滤方式
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
// // 加载并生成纹理
int width2, height2, nrChannels2;
stbi_set_flip_vertically_on_load(true);
unsigned char *data2 = stbi_load("../awesomeface.png", &width2, &height2, &nrChannels2, 0);
if (data2)
{
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width2, height2, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data2);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
}
else
{
std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
}
stbi_image_free(data2); float vertices[] = {
// ---- 位置 ---- ---- 颜色 ---- - 纹理坐标 -
0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 右上
0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 右下
-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, // 左下
-0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f // 左上
};
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW); unsigned int indices[] = {
0, 1, 3, // first triangle
1, 2, 3 // second triangle
};
unsigned int EBO;
glGenBuffers(1, &EBO);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW); glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void *)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void *)(3 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(1);
glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void *)(6 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(2); Shader shaderProgram = Shader("../test.vs.glsl", "../test.fs.glsl");
shaderProgram.use(); glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram.ID, "texture1"), 0);
glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram.ID, "texture2"), 1);
return new unsigned int[5]{shaderProgram.ID, VAO, VBO, texture1, texture2};
}
void render(unsigned int shaderProgram, unsigned int VAO, unsigned int texture1, unsigned int texture2)
{
glClearColor(0.2, 0.3, 0.3, 1.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);
glUseProgram(shaderProgram); glBindVertexArray(VAO);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
}

顶点着色器test.vs.glsl

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aColor;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoord; out vec3 ourColor;
out vec2 TexCoord; uniform mat4 transform; void main()
{
gl_Position = transform * vec4(aPos, 1.0);
ourColor = aColor;
TexCoord = aTexCoord;
}

片段着色器test.fs.glsl

#version 330 core
out vec4 FragColor; in vec3 ourColor;
in vec2 TexCoord; uniform sampler2D texture1;
uniform sampler2D texture2; void main()
{
FragColor = mix(texture(texture1, TexCoord), texture(texture2, TexCoord), 0.2);
}

CMake构建文件CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.3)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14) project(transformation) find_package(glfw3 REQUIRED)
find_package( OpenGL REQUIRED )
include_directories( ${OPENGL_INCLUDE_DIRS} lib)
file(GLOB project_file glad.c Shader.hpp test.cpp)
add_executable(${PROJECT_NAME} ${project_file}) target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${OPENGL_LIBRARIES} glfw)

5. 参考资料

[1]变换 - LearnOpenGL CN (learnopengl-cn.github.io)

[2]glm/manual.md at master · g-truc/glm (github.com)

[3]OpenGL学习笔记三——引入GLM库,实现transform_绿洲守望者的博客-CSDN博客_glm库

[4]OpenGL学习笔记(五)纹理 - 知乎 (zhihu.com)

基于C++的OpenGL 04 之变换的更多相关文章

  1. OpenGL 的空间变换(上):矩阵在空间几何中的应用

    在使用 OpenGL 的应用程序中,当我们指定了模型的顶点后,顶点依次会变换到不同的 OpenGL 空间中,最后才会被显示到屏幕上.在变换的过程中,通过使用矩阵,我们更高效地来完成这些变换工作. 本篇 ...

  2. OpenGL 的空间变换(下):空间变换

    通过本文的上篇 OpenGL 的空间变换(上):矩阵在空间几何中的应用 ,我们了解到矩阵的基础概念.并且掌握了矩阵在空间几何中的应用.接下来,我们将结合矩阵来了解 OpenGL 的空间变换. 在使用 ...

  3. 简单理解OpenGL模型视图变换

    前几天学习了OpenGL的绘图原理(其实就是坐标的不停变换变换),看到网上有个比较好的例程,于是学习了下,并在自己感兴趣的部分做了注释. 首先通过glMatrixMode(GL_MODELVIEW)设 ...

  4. 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——纹理贴图(6)

    在上一篇文章中,我们介绍了如何绘制一个立方体,里面涉及的知识点有VBO(Vertex Buffer Object).IBO(Index Buffer Object)和MVP(Modile-View-P ...

  5. opengl中场景变换|2D与3D互转换(转)

    opengl中场景变换|2D与3D互转换 我们生活在一个三维的世界——如果要观察一个物体,我们可以: 1.从不同的位置去观察它.(视图变换) 2.移动或者旋转它,当然了,如果它只是计算机里面的物体,我 ...

  6. 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0之多纹理

    没想到原文出了那么多错别字,实在对不起观众了.介绍opengl es 2.0的不多.相信介绍基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0之多纹理的,我是独此一家吧.~~ 子龙山人出了一个系列: ...

  7. 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——使用VBO索引(4)

    在上一篇文章中,我们介绍了uniform和模型-视图-投影变换,相信大家对于OpenGL ES 2.0应该有一点感觉了.在这篇文章中,我们不再画三角形了,改为画四边形.下篇教程,我们就可以画立方体了, ...

  8. 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(五):测试项目

    基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(一):安装Python3-pip和Django 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Djan ...

  9. 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(四):安装MySQL数据库

    基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(一):安装Python3-pip和Django 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Djan ...

  10. 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(三):设置上传文件夹权限(这里测试用完全共享)

    基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(一):安装Python3-pip和Django 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Djan ...

随机推荐

  1. 小技巧 EntityFrameworkCore 实现 CodeFirst 通过模型生成数据库表时自动携带模型及字段注释信息

    今天分享自己在项目中用到的一个小技巧,就是使用 EntityFrameworkCore 时我们在通过代码去 Update-Database 生成数据库时如何自动将代码模型上的注释和字段上的注释携带到数 ...

  2. Codeforces Round #838 (Div. 2) D. GCD Queries

    题意 有个长度为n的排列p,[0,1,2,...n-1],你可以进行至多2*n次询问,每次询问两个i,j,返回gcd(pi,pj),让你在规定时间内猜出0在哪两个位置之一 思路 这是一道交互题,询问的 ...

  3. day08-功能实现07

    家居网购项目实现07 以下皆为部分代码,详见 https://github.com/liyuelian/furniture_mall.git 16.功能15-会员显示登录名 16.1需求分析/图解 会 ...

  4. 【开源】基于.net6+gtksharp实现的Linux下的图形界面串口调试工具

    背景 22年初从上家互联网公司离职以后,充分认识到互联网行业的风险,公司在没有自身稳定产品的情况下,互联网行业就是一个烧钱的行业,支出远远大于收入来源,上家公司就是如此,12年的公司转瞬间轰然倒地,1 ...

  5. SQLSERVER 的主键索引真的是物理有序吗?

    一:背景 1. 讲故事 最近在看 SQL SERVER 2008 查询性能优化,书中说当一个表创建了聚集索引,那么表中的行会按照主键索引的顺序物理排列,这里有一个关键词叫:物理排列,如果不了解底层原理 ...

  6. C#应用程序配置文件(XML序列化) - 开源研究系列文章

    上次写了一个C#线程池及管理器的博文( C#开发的线程池和管理器 - 开源研究系列文章 ),收到了不小的浏览量,在此感谢各位网友的支持.这次将另一个功能放出来单独讲解:C#应用程序的配置文件,使用的是 ...

  7. 这可能是Feign调用可重试的最佳方案了

    前言 在我们公司里,不同的服务之间通过Feign进行远程调用,但是,我们在尝试使调用可重试时遇到了一个小问题,Feign框架本身可以配置的自己的重试机制,但是它是一刀切的方式,所有的调用都是同样的机制 ...

  8. [C++]union联合体总结

    特点一:成员公用内存,且按所占内存最大的数据成员分配内存 //举例1 union A{ char a;//1个字节 int b;//4个字节 char c;//1个字节 } cout<<s ...

  9. 算法学习笔记(3): 倍增与ST算法

    倍增 目录 倍增 查找 洛谷P2249 重点 变式练习 快速幂 ST表 扩展 - 运算 扩展 - 区间 变式答案 倍增,字面意思即"成倍增长" 他与二分十分类似,都是基于" ...

  10. Coolify系列02-从0到1超详细手把手教你上手Coolify

    接着上集(Coolify系列01- 从0到1超详细手把手教你上手Heroku 和 Netlify 的开源替代方案 ),此时我们已经运行成功,如果没有成功,可以参考我的Coolify系列其他文章来解决问 ...