Я пытаюсь правильно перевести и спроецировать точки сетки на поверхность окна с помощью шейдеров (интерес представляет вершинный шейдер, который отвечает за вывод конечных позиций вершин).
Я более подробно остановлюсь на этом вопросе примерно через 6 часов, так как сейчас мне пора спать. Если у кого-то есть желание прочитать это (оно еще не написано правильно и написано так, как могло бы быть), я был бы признателен за это еще больше.
Модель (квад) представлена следующими вершинами: [-0,5f, 0,5f, 0f] (V0), [-0,5f, -0,5f, 0f] (V1), [0,5f, -0,5 f, 0f] (V2), [0,5f, 0,5f, 0].
У меня есть следующая пара методов, чтобы создать матрицу перспективной проекции :
public static Matrix4f getProjectionMatrix(float fovy, int width, int height, float zNear, float zFar) {
float aspectRatio = (float) width / height;
projectionMatrix.perspective(fovy, aspectRatio, zNear, zFar);
return projectionMatrix;
}
Этот метод находится в классе Преобразования создает и возвращает матрицу перспективной проекции.
- fovy = Вертикальное поле зрения
- ширина = ширина окна
- высота = высота окна
- zNear = Ближняя плоскость отсечения
zFar = Дальняя плоскость отсечения
public Matrix4f perspective(float fovy, float aspectRatio, float zNear, float zFar) {
float scale = (float) (Math.tan(fovy * 0.5) * zNear);
float top = scale;
float right = top * aspectRatio;
float bottom = -top;
float left = bottom * aspectRatio;
this.m00 = 2*zNear / (right - left);
this.m03 = (right + left) / (right - left);
this.m11 = 2*zNear / (top - bottom);
this.m12 = (top + bottom) / (top - bottom);
this.m22 = -(zFar + zNear) / (zFar - zNear);
this.m23 = -2*zFar*zNear / (zFar - zNear);
this.m32 = -1;
return this;
}
Этот метод относится к классу Matrix4f .
Вот начало класса Matrix4f с переменными экземпляра Matrix4f и конструктором:
public class Matrix4f {
float m00, m01, m02, m03;
float m10, m11, m12, m13;
float m20, m21, m22, m23;
float m30, m31, m32, m33;
public Matrix4f() {
m00 = 1.0f; m01 = 0.0f; m02 = 0.0f; m03 = 0.0f;
m10 = 0.0f; m11 = 1.0f; m12 = 0.0f; m13 = 0.0f;
m20 = 0.0f; m21 = 0.0f; m22 = 1.0f; m23 = 0.0f;
m30 = 0.0f; m31 = 0.0f; m32 = 0.0f; m33 = 1.0f;
}
После вызова конструктора тождественная матрица уже создана. Осталось только знать, как инициализировать матрицу перспективной проекции. Это делается при вызове конструктора класса Преобразования :
public class Transformations {
private Matrix4f translationMatrix;
private static Matrix4f projectionMatrix;
public Transformations() {
translationMatrix = new Matrix4f();
projectionMatrix = new Matrix4f();
}
Теперь для матрицы перевода . Функциональность его создания предоставляется в классе Transformations с помощью метода getTranslationMatrix(float x, float y, float z), который создает и возвращает матрицу перевода, используя параметры:
public Matrix4f getTranslationMatrix(float x, float y, float z) {
translationMatrix.m03 = x;
translationMatrix.m13 = y;
translationMatrix.m23 = z;
return translationMatrix;
}
Чтобы действительно иметь что-то, представляющее игровую модель, я создал класс с именем GameEntity . Представляет сетку и положение модели:
public class GameEntity {
private final Mesh mesh;
private Vector3f position;
public GameEntity(Mesh mesh) {
this.mesh = mesh;
position = new Vector3f(0, 0, 0);
}
public Vector3f getPosition() {
return position;
}
public void updatePosition(float x, float y, float z) {
position.x += x;
position.y += y;
position.z += z;
}
public Mesh getMesh() {
return mesh;
}
}
Метод updatePosition должен перемещать объект вокруг окна в целом. Я не буду включать здесь объяснение кода для класса Mesh . Все, что вам нужно знать, - это то, что он содержит данные сетки (вершины) о GameEntity , например, позиции вершин, цвета вершин, индексы и т. Д., Которые все хранятся в массиве вершин. объект, который в свою очередь используется для рендеринга этого экземпляра Mesh в окно. В моем случае два треугольника, которые образуют четырехугольник, представлены как экземпляр GameEntity .
Перемещение модели : Метод updatePosition вызывается при каждом нажатии любой из клавиш W, A, S, D, пробела или сдвига влево. Он обновляет положение экземпляра GameEntity (который хранится в массиве GameEntity[] entities с индексом 0) на определенную величину:
private void processInput() {
glfwPollEvents();
if (window.keys[GLFW_KEY_W]) {
entities[0].updatePosition(0, 0, -1.0f);
} else if (window.keys[GLFW_KEY_S]){
entities[0].updatePosition(0, 0, 1.0f);
} else if (window.keys[GLFW_KEY_A]) {
entities[0].updatePosition(1.0f, 0, 0);
} else if (window.keys[GLFW_KEY_D]) {
entities[0].updatePosition(-1.0f, 0, 0);
} else if (window.keys[GLFW_KEY_SPACE]) {
entities[0].updatePosition(0, 1.0f, 0);
} else if (window.keys[GLFW_KEY_LEFT_SHIFT]) {
entities[0].updatePosition(0, -1.0f, 0);
}
}
Этот метод вызывается внутри основного игрового цикла.
Затем внутри класса Renderer матрица перевода для модели строится на основе ее положения, а матрица проекции - на основе свойств объекта окна:
private ShaderProgram shaderProgram;
private Window window = new Window();
private final Transformations transformation;
private Matrix4f translationMatrix = new Matrix4f();
private Matrix4f projectionMatrix = new Matrix4f();
private static double angleOfView = 60.0;
private static final float FOVY = (float) Math.toRadians(angleOfView);
private static final float zNear = 0.01f;
private static final float zFar = 1000.0f;
shaderProgram.createUniform("translationMatrix");
shaderProgram.createUniform("projectionMatrix");
public void render(Window window, GameEntity[] entities) {
i++;
clear();
if (window.isResized()) {
glViewport(0, 0, window.getWidth(), window.getHeight());
window.setResized(false);
}
//make the shaders active
shaderProgram.bind();
//update the projection matrix
Matrix4f projectionMatrix = transformation.getProjectionMatrix(FOVY, window.getWidth(), window.getHeight(), zNear, zFar);
shaderProgram.setUniformMatrix("projectionMatrix", projectionMatrix);
//render each game item
for(GameEntity entity : entities) {
Matrix4f translationMat = transformation.getTranslationMatrix(entity.getPosition());
shaderProgram.setUniformMatrix("translationMatrix", translationMat);
entity.getMesh().render();
}
shaderProgram.unbind();
}
Во-первых, все унифицированные местоположения определены (выше метода render()).
Метод clear() очищает буфер рендеринга - он подготавливает его для рендеринга нового изображения. В следующем предложении if обрабатываются операции изменения размера окна. Если размер окна изменяется, предложение if с соответствующими методами обновит width и height окна в соответствии с измененным размером окна.
projectionMatrix состоит из переменных, которые определены как переменные экземпляра класса Renderer (FOVY, zNear, zFar) и двух переменных, которые получают текущую ширину и высоту объекта окна ( window.getWidth(), window.getHeight()).
Затем матрица проекции «отправляется» в вершинный шейдер путем вызова shaderProgram.setUniformMatrix("projectionMatrix", projectionMatrix);:
private final Map<String, Integer> uniforms;
public void createUniform(String uniformName) throws Exception {
int uniformLocation = glGetUniformLocation(programID, uniformName);
if (uniformLocation < 0) {
throw new Exception("[ShaderProgram.createUniform]: Couldn't find uniform: " + uniformName);
}
uniforms.put(uniformName, uniformLocation);
}
Этот метод находится в классе ShaderProgram , который содержит ссылки на активную шейдерную программу и связанные с ней унифицированные переменные, которые хранятся в uniforms Hashmap ..
Затем в цикле for отображаются два четырехугольника. Сначала строится матрица перевода на основе значения позиции GameInstance , которое представляется в виде вектора из трех кортежей (x, y, z). Затем эта созданная матрица «отправляется» в вершинный шейдер.
Теперь, отправив и перспективную проекцию (projectionMatrix), и матрицу перевода (translationMatri x) в вершинный шейдер, пришло время вызвать метод рендеринга в нашей Mesh экземпляр для его рендеринга. Код для метода render() (в контексте entity.getMesh().render()):
public void render() {
glBindVertexArray(getVaoID());
glEnableVertexAttribArray(0);
glEnableVertexAttribArray(1);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, getIndicesVboID());
glDrawElements(GL_TRIANGLES, getVertexCount(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);
glDisableVertexAttribArray(0);
glBindVertexArray(0);
}
Однако результаты не являются удовлетворительными. Когда нажимаются W или S, квад (два треугольника) уходит дальше или ближе к «нам», что правильно. Однако при нажатии A или D (что должно перевести модель на ось x), квад (два треугольника) не переводится. Он просто вращается вокруг своего центра . Как решить проблему? Спасибо за помощь и за время, потраченное на чтение этого длинного вопроса.