OpenGL
/
03
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Releases 4 Wiki Activity

Класс узла и модели

This commit is contained in:
Ковалев Роман Евгеньевич 2022-07-26 14:09:20 +03:00
parent 19990e877b
commit 9142518494
4 changed files with 395 additions and 34 deletions
Show Stats Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

8
.vscode/settings.json vendored
View File

@ -3,6 +3,12 @@
"fstream": "cpp",
"iosfwd": "cpp",
"map": "cpp",
"atomic": "cpp"
"atomic": "cpp",
"iostream": "cpp",
"array": "cpp",
"functional": "cpp",
"tuple": "cpp",
"type_traits": "cpp",
"utility": "cpp"
}
}

75
include/Model.h Normal file
View File

@ -0,0 +1,75 @@
#ifndef MODEL_H
#define MODEL_H
#include "Buffers.h"
#include <GLM/glm.hpp>
#include <GLM/gtc/quaternion.hpp>
#include <GLM/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <vector>
// Класс узла сцены
class Node
{
public:
Node(Node* parent = NULL); // Конструктор с заданным родителем (по умолчанию NULL)
Node(const Node& copy); // Конструктор копирования
Node& operator=(const Node& other); // Оператор присваивания
virtual ~Node();
void setParent(Node * parent); // Устанавливает родителя для узла
virtual const glm::mat4& getTransformMatrix(); // Возвращает матрицу трансформации модели
bool isChanged(); // Возвращает необходимость пересчета матрицы трансформации
const glm::vec3& c_position() const; // Константный доступ к позиции
const glm::quat& c_rotation() const; // Константный доступ к повороту
const glm::vec3& c_scale() const; // Константный доступ к масштабированию
virtual glm::vec3& e_position(); // Неконстантная ссылка для изменений позиции
virtual glm::quat& e_rotation(); // Неконстантная ссылка для изменений поворота
virtual glm::vec3& e_scale(); // Неконстантная ссылка для изменений масштабирования
Node* getParent(); // Возвращает указатель на родителя
const std::vector<Node*>& getChildren() const; // Возвращает ссылку на вектор дочерних узлов
protected:
Node *parent; // Родительский узел
std::vector<Node*> children; // Узлы-потомки !Не должны указывать на NULL!
glm::vec3 position; // позиция модели
glm::quat rotation; // поворот модели
glm::vec3 scale; // масштабирование модели
bool changed; // Флаг необходимости пересчета матрицы трансформации
glm::mat4 transform; // Матрица трансформации модели
bool parent_changed; // Флаг изменений у родителя - необходимость пересчета итоговой трансформации
glm::mat4 result_transform; // Итоговая трансформация с учетом родительской
virtual void recalcMatrices(); // Метод пересчета матрицы трансформации по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
void invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
};
// Класс модели
class Model : public Node
{
public:
Model(Node *parent = NULL); // Конструктор по умолчанию
Model(const Model& copy); // Конструктор копирования
Model& operator=(const Model& other); // Оператор присваивания
virtual ~Model();
void render(); // Вызов отрисовки
void load_verteces(glm::vec3* verteces, GLuint count); // Загрузка вершин в буфер
void load_indices(GLuint* indices, GLuint count); // Загрузка индексов в буфер
void set_index_range(size_t first_byteOffset, size_t count); // Ограничение диапазона из буфера индексов
private:
VAO vao;
BO vertex_vbo, index_vbo; // вершинный и индексный буферы
GLuint verteces_count; // Количество вершин
size_t first_index_byteOffset, indices_count; // Сдвиг в байтах для первого и количество индексов
};
#endif // MODEL_H

303
src/Model.cpp Normal file
View File

@ -0,0 +1,303 @@
#include "Model.h"
#include <algorithm>
// Конструктор с заданным родителем (по умолчанию NULL)
Node::Node(Node* parent_) : parent(parent_), result_transform(1), parent_changed(false),
position(0), rotation(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f), scale(1), changed(false), transform(1)
{
if (parent)
{
// Запишем себя в потомки
parent->children.push_back(this);
parent_changed = true;
}
}
// Конструктор копирования
Node::Node(const Node& copy): position(copy.position), rotation(copy.rotation), scale(copy.scale),
parent(copy.parent), changed(copy.changed), parent_changed(copy.parent_changed), transform(1), result_transform(1)
{
// Запишем себя в потомки
if (parent)
parent->children.push_back(this);
// Если у оригинала не было изменений - перепишем матрицу трансформации
if (!changed)
transform = copy.transform;
// Если у родителя не было изменений для оригинала - перепишем результирующую матрицу трансформации
if (!parent_changed)
result_transform = copy.result_transform;
}
Node::~Node()
{
setParent(NULL); // Удаляем себя из потомков
// Сообщаем потомкам об удалении родителя
for (Node* child : children)
child->setParent(NULL);
}
// Возвращает необходимость пересчета матрицы трансформации
bool Node::isChanged()
{
return changed;
}
// Константный доступ к позиции
const glm::vec3& Node::c_position() const
{
return position;
}
// Константный доступ к повороту
const glm::quat& Node::c_rotation() const
{
return rotation;
}
// Константный доступ к масштабированию
const glm::vec3& Node::c_scale() const
{
return scale;
}
// Неконстантная ссылка для изменений позиции
glm::vec3& Node::e_position()
{
changed = true; // Флаг о изменении
invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
return position;
}
// Неконстантная ссылка для изменений поворота
glm::quat& Node::e_rotation()
{
changed = true; // Флаг о изменении
invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
return rotation;
}
// Неконстантная ссылка для изменений масштабирования
glm::vec3& Node::e_scale()
{
changed = true; // Флаг о изменении
invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
return scale;
}
// Возвращает матрицу трансформации модели
const glm::mat4& Node::getTransformMatrix()
{
// Если требуется - пересчитаем матрицу
recalcMatrices();
return result_transform;
}
// Пересчет матрицы трансформации модели, если это требуется
void Node::recalcMatrices()
{
// Если было изменение по векторам позиции, поворота и масштабирования
if (changed)
{
transform = glm::mat4(1.0f);
// Перемещение модели
transform = glm::translate(transform, position);
// Поворот модели
transform = transform * glm::mat4_cast(rotation);
// Масштабирование
transform = glm::scale(transform, scale);
}
// Если собственная или родительская матрицы менялись - необходимо пересчитать итоговую
if (changed || parent_changed)
{
if (parent) // Если есть родитель
result_transform = parent->getTransformMatrix() * transform;
else // Если нет родителя
result_transform = transform;
parent_changed = changed = false; // Изменения применены
}
}
// Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
void Node::invalidateParent()
{
// Цикл по потомкам
for (Node* child : children)
{
child->parent_changed = true; // Флаг
child->invalidateParent(); // Рекурсивный вызов для потомков выбранного потомка
}
}
// Устанавливает родителя для узла
void Node::setParent(Node * parent)
{
// Если замена происходит на другого родителя
if (parent != this->parent)
{
Node* tmp = parent;
// Проверка на зацикливание об самого себя
while (tmp)
{
if (tmp == this)
return; // Можно выдать exception
tmp = tmp->parent;
}
// Если есть старый родитель - удалим себя из его потомков
if (this->parent)
{
// Поиск в списке родительских потомков
auto position = std::find(this->parent->children.begin(), this->parent->children.end(), this);
// Если итератор указывает в конец - ничего не найдено
if (position != this->parent->children.end())
this->parent->children.erase(position); // Само удаление
}
this->parent = parent; // Заменяем указатель на родителя
// Если родитель не NULL - добавляем себя в детей
if (parent)
parent->children.push_back(this);
// В любом случае необходимо пересчитать собственную итоговую матрицу
parent_changed = true;
}
}
// Возвращает указатель на родителя
Node* Node::getParent()
{
return parent;
}
// Возвращает ссылку на вектор дочерних узлов
const std::vector<Node*>& Node::getChildren() const
{
return children;
}
// Оператор присваивания
Node& Node::operator=(const Node& other)
{
position = other.position;
rotation = other.rotation;
scale = other.scale;
changed = other.changed;
if (!changed)
transform = other.transform;
setParent(other.parent);
// Если у other флаг parent_changed == false, то можно переписать матрицу результата с него
if (!other.parent_changed)
{
result_transform = other.result_transform;
parent_changed = false; // Сбрасываем флаг после смены родителя
}
return *this;
}
// Конструктор по умолчанию
Model::Model(Node *parent) : Node(parent), verteces_count(0), first_index_byteOffset(0), indices_count(0),
vertex_vbo(VERTEX), index_vbo(ELEMENT)
{
}
// Конструктор копирования
Model::Model(const Model& copy) : Node(copy),
vao(copy.vao),
verteces_count(copy.verteces_count), first_index_byteOffset(copy.first_index_byteOffset), indices_count(copy.indices_count),
vertex_vbo(copy.vertex_vbo), index_vbo(copy.index_vbo)
{
}
// Оператор присваивания
Model& Model::operator=(const Model& other)
{
Node::operator=(other); // Явный вызов родительского оператора копирования
vao = other.vao;
verteces_count = other.verteces_count;
first_index_byteOffset = other.first_index_byteOffset;
indices_count = other.indices_count;
vertex_vbo = other.vertex_vbo;
index_vbo = other.index_vbo;
return *this;
}
Model::~Model()
{
}
// Вызов отрисовки
void Model::render()
{
// Подключаем VAO
vao.use();
// Если есть индексы - рисуем с их использованием
if (indices_count)
{
index_vbo.use();
glDrawElements(GL_TRIANGLES, indices_count, GL_UNSIGNED_INT, (void*)(first_index_byteOffset));
}
// Если есть вершины - рисуем на основании массива вершин
else if (verteces_count)
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, verteces_count);
}
// Функция для конфигурации атрибута вершинного буфера
void vertex_attrib_config()
{
// Определим спецификацию атрибута
glVertexAttribPointer( 0 // индекс атрибута, должен совпадать с Layout шейдера
, 3 // количество компонент одного элемента
, GL_FLOAT // тип
, GL_FALSE // необходимость нормировать значения
, 0 // шаг
, (void *)0 // отступ с начала массива
);
// Включаем необходимый атрибут у выбранного VAO
glEnableVertexAttribArray(0);
}
// Загрузка вершин в буфер
void Model::load_verteces(glm::vec3* verteces, GLuint count)
{
// Подключаем VAO и вершинный буфер
vao.use();
vertex_vbo.use();
// Загрузка вершин в память буфера
vertex_vbo.load(verteces, sizeof(glm::vec3)*count);
vertex_attrib_config();
// Запоминаем количество вершин для отрисовки
verteces_count = count;
}
// Загрузка индексов в буфер
void Model::load_indices(GLuint* indices, GLuint count)
{
// Подключаем VAO и индексный буфер
vao.use();
index_vbo.use();
// Загрузка вершин в память буфера
index_vbo.load(indices, sizeof(GLuint)*count);
// Запоминаем количество вершин для отрисовки
indices_count = count;
}
// Ограничение диапазона из буфера индексов
void Model::set_index_range(size_t first_byteOffset, size_t count)
{
first_index_byteOffset = first_byteOffset;
indices_count = count;
}

43
src/main.cpp
View File

@ -5,7 +5,7 @@
#include <iostream>
#include "Buffers.h"
#include "Model.h"
#define WINDOW_WIDTH 800
#define WINDOW_HEIGHT 600
@ -112,21 +112,6 @@ GLuint LoadShaders(const char *vertex_file, const char *fragment_file)
return programID;
}
// Функция для конфигурации атрибутов
void attrib_config()
{
// Определим спецификацию атрибута
glVertexAttribPointer( 0 // индекс атрибута, должен совпадать с Layout шейдера
, 3 // количество компонент одного элемента
, GL_FLOAT // тип
, GL_FALSE // необходимость нормировать значения
, 0 // шаг
, (void *)0 // отступ с начала массива
);
// Включаем необходимый атрибут у выбранного VAO
glEnableVertexAttribArray(0);
}
int main(void)
{
GLFWwindow* window; // Указатель на окно GLFW3
@ -172,29 +157,23 @@ int main(void)
// Активация шейдера
glUseProgram(shaderProgram);
// Вершины треугольника
// Вершины прямоугольника
glm::vec3 verticies[] = { {-0.5f, -0.5f, 0.0f}
, { 0.5f, -0.5f, 0.0f}
, { 0.5f, 0.5f, 0.0f}
, {-0.5f, 0.5f, 0.0f}
};
// VAO
VAO vao;
// VBO вершинный
BO vbo_vert(VERTEX);
attrib_config(); // Конфигурация аттрибутов
// Загрузка вершин в используемый буфер вершин
vbo_vert.load(verticies, sizeof(verticies));
// Модель прямоугольника
Model rectangle;
// Загрузка вершин модели
rectangle.load_verteces(verticies, sizeof(verticies)/sizeof(glm::vec3));
// индексы вершин
GLuint indices[] = {0, 1, 2, 2, 3, 0};
// VBO элементный (индексы вершин)
BO vbo_elem(ELEMENT);
// Загрузка индексов в используемый элементный буфер
vbo_elem.load(indices, sizeof(indices));
// Загрузка индексов модели
rectangle.load_indices(indices, sizeof(indices));
// Установка цвета очистки буфера цвета
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
@ -207,9 +186,7 @@ int main(void)
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// Тут производится рендер
vao.use();
glDrawElements(GL_TRIANGLES, sizeof(indices)/sizeof(GLuint), GL_UNSIGNED_INT, (void*)0);
vao.disable();
rectangle.render();
// Представление содержимого буфера цепочки показа на окно
glfwSwapBuffers(window);