替换gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;

Question

有几个这样的问题，但我还没有真正理解。我在10年前使用OpenGL进行编码，并注意到进入现代OpenGL是多么困难。 OpenGL.org页面是一个可怕的混乱，当涉及到示例，你永远不知道它是什么版本，任何版本似乎混合在各种代码示例中。 好吧，我有一个旧代码，我想至少更新到OpenGL＆gt; 3。所以我做的第一件事就是继续从glVertex3fv继续使用glVertexAttribPointer（在glVertexPointer的一个步骤上，直到我读到它现在也被弃用）。这很好，但是当我试图放置纹理时，我很快陷入困境，我认为这是因为错误的定位而我想摆脱c ++代码：

glMatrixMode( GL_PROJECTION );
glLoadIdentity();
glFrustum( -RProjZ, +RProjZ, -Aspect*RProjZ, +Aspect*RProjZ, 1.0, 32768.0 );

并绘制它

// bind vertex buffer
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VertBuffer);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(float) * size, verts, GL_STATIC_DRAW);

// enable arrays
glEnableVertexAttribArray(0); 

// set pointers
glVertexAttribPointer(0,3,GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(float) * floatsPerVertex, 0);

// render ComplexSurface
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, size);
glDisableVertexAttribArray(0);

在顶点着色器中

gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex; 

一切都在神奇地发挥作用。现在不要误会我的意思，我是魔术的忠实粉丝，但...... 然后我找到了几个矩阵转换，可用于获取替换glFrustum的矩阵，但每当我尝试替换它时，它都会失败（尽管我认为我理解了glFrustum背后的数学和转换到矩阵中）。 / p>

尝试的是

buildPerspProjMat(g_ProjView,FovAngle,Aspect,1.0,32768.0 );

glUseProgram(g_program);
glUniformMatrix4fv(g_programFrustum, 1, GL_FALSE, g_ProjView );
glUseProgram(0);

并使用投影matix上方缓冲区中着色器中的位置，但这根本不起作用。

所以我现在不知道的是在哪里替换它以及着色器中的内容。我不知道glMatrixMode何时发生，“何时”用一些统一的矩阵替换它（将args作为统一传递不是问题）。 我无法计算我已阅读过多少教程，但我总是对所有混合版本感到困惑。我总是对一些代码示例感到高兴，但请OpenGL 3或更高版本。

下一个将是glTexCoord2f替代纹理，但这是一个不同的故事：）

Answer 1

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图操作所需要的内容：替换gl_ModelViewProjectionMatrix。顾名思义，这是3种不同矩阵的组合：模型矩阵，视图矩阵和投影矩阵。

因此，在着色器中需要容纳的是3个mat4类型的统一变量。您可以这样使用：

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);
}

这个着色器代码执行与上面相同的功能。更改的是内置gl_ModelViewProjectionMatrix被3个统一变量替换（如果你确保在传递它之前确保在C ++端自己相乘，它们可以合并为一个）。并且内置gl_Vertex被输入变量替换。

在C ++方面，你需要做两件事。首先，您需要获得每件制服的位置：

GLuint modelMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "modelMat");
GLuint viewMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "viewMat");
GLuint projMatIdx = glGetUniformLocation(shaderProgId, "projMat");

现在，您可以使用glUniformMatrix4fv在绘图之前传递每个制服的值。

使这一点特别容易的一个特定的库是glm。例如，要获得与示例中相同的投影矩阵：

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“什么时候”的问题。你说你不清楚矩阵模式的东西，这让我回到我早先断言的“忘掉它”。矩阵模式就在那里你可以告诉opengl内置的应该受到调用OpenGL矩阵操作的影响，比如glTranslate，glFrustum等等，但现在这一切都已经消失了。您现在负责管理所涉及的（可能很多）矩阵。你所要做的就是在画画之前把它们传递出去（正如我上面所示），你会没事的。在尝试修改其制服之前，请确保程序已绑定。

这是一个工作示例（如果你对gl :: ...而不是gl感到惊讶......那是因为我使用了glLoadGen生成的opengl头，它将所有opengl API函数放在gl命名空间中）。

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();
}

Associated Vertex Shader：

//[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：

Answer 2

嗯，我同意大多数OpenGL教程混淆了一些已弃用和不弃用的内容。为了让你朝着正确的方向前进，请让我解释一下。

不推荐使用

gl_ModelViewProjectionMatrix，gl_ModeView，glMatrixMode()和矩阵堆栈glPushMatrix() glPopMatrix()。您需要将自己的矩阵定义为统一变量，然后设置并使用glUniform*将它们传递给着色器。

gl_Vertex也已弃用，实际上不推荐使用整个固定属性名称。或者，您需要定义自己的属性名称并将它们绑定到特定位置。然后，您可以使用glVertexAttribPointer设置其值，方法是将属性位置传递给它（Full explanation here）。例如：

glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices); // for vertices
glVertexAttribPointer(1, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, color); // for color

对于着色器代码

layout (location = 0) in vec4 vertex;
layout (location = 1) in vec4 color;

uniform mat4 modelview;
uniform mat4 projection;

void main()
{
gl_Position = projection* modelview* vertex;
}

对于属性位置，您可以像我一样在着色器代码中设置它们，或者使用glBindAttribLocation从OpenGL API设置它们。

如果你习惯了旧的OpenGL全局变量，例如gl_ModelView，那么管理统一变量可能会有些棘手。我编写了一个article，希望可以帮助你管理一个大项目的统一变量。