Копия проекта с 03

.vscode/c_cpp_properties.json

@@ -0,0 +1,18 @@
+{
+    "configurations": [
+        {
+            "name": "some_name",
+            "includePath": [
+                "${workspaceFolder}/include",
+                "${workspaceFolder}/../dependencies/GLFW/include",
+                "${workspaceFolder}/../dependencies/glad/include",
+                "${workspaceFolder}/../dependencies/glm"
+            ],
+            "compilerPath": "C:/MinGW/bin/g++.exe",
+            "cStandard": "c11",
+            "cppStandard": "c++11",
+            "intelliSenseMode": "gcc-x86"
+        }
+    ],
+    "version": 4
+}

.vscode/settings.json

@@ -0,0 +1,14 @@
+{
+    "files.associations": {
+        "fstream": "cpp",
+        "iosfwd": "cpp",
+        "map": "cpp",
+        "atomic": "cpp",
+        "iostream": "cpp",
+        "array": "cpp",
+        "functional": "cpp",
+        "tuple": "cpp",
+        "type_traits": "cpp",
+        "utility": "cpp"
+    }
+}

.vscode/tasks.json

@@ -0,0 +1,32 @@
+{
+    "tasks": [
+        {
+            "type": "cppbuild",
+            "label": "C/C++: make сборка",
+            "command": "make",
+            "args": [
+                "${input:target}"
+            ],
+            "options": {
+                "cwd": "${workspaceRoot}"
+            },
+            "problemMatcher": [
+                "$gcc"
+            ],
+            "group": {
+                "kind": "build",
+                "isDefault": true
+            },
+            "detail": "Задача создана отладчиком."
+        }
+    ],
+    "inputs": [
+        {
+            "id": "target",
+            "description": "Цель сборки (all, list, clean)",
+            "default": "all",
+            "type": "promptString"
+        },
+    ],
+    "version": "2.0.0"
+}

Makefile

@@ -0,0 +1,99 @@
+# Компилятор и директория проекта
+ifeq ($(OS), Windows_NT)
+	# С возможностью сборки x32
+	ifeq ($(MAKECMDGOALS), x32)
+		CC = C:/MinGW/bin/g++.exe
+	else
+		CC = C:/MinGW64/bin/g++.exe
+	endif
+	PROJECT_DIR = $(shell echo %cd%)
+	PATH_SEPARATOR = \\
+	# Имя исполняемого файла
+	EXECUTABLE = $(notdir $(strip $(PROJECT_DIR))).exe
+else
+	CC = g++
+	PROJECT_DIR = $(shell pwd)
+	PATH_SEPARATOR = /
+	# Имя исполняемого файла
+	EXECUTABLE = $(notdir $(strip $(PROJECT_DIR)))
+endif
+
+# Опции компилятора
+CFLAGS += -c
+CFLAGS += -I./include
+CFLAGS += -I../dependencies/GLFW/include
+CFLAGS += -I../dependencies/glad/include
+CFLAGS += -I../dependencies/glm
+
+# Опции линкера
+LDFLAGS += --std=c++11
+# Архитектурозависимые опции линкера
+ifeq ($(OS), Windows_NT)
+	# GLFW в зависимости от архитектуры
+	ifeq ($(MAKECMDGOALS), x32)
+		LDFLAGS += -L../dependencies/GLFW/lib-mingw
+	else
+		LDFLAGS += -L../dependencies/GLFW/lib-mingw-w64
+	endif
+
+	LDFLAGS += -static
+	LDFLAGS += -lglfw3dll
+	LDFLAGS += -lopengl32
+else
+	LDFLAGS += -lglfw
+	LDFLAGS += -lGL
+endif
+
+# Библиотека GLAD
+GLAD := ../dependencies/glad/src/glad.c
+GLAD_O := $(GLAD:.c=.o)
+
+# Файлы из директории src
+SOURCES_C = $(wildcard src/*.c)
+SOURCES_CPP = $(wildcard src/*.cpp) 
+
+# Директория с объектными файлами
+OBJ_DIR := Obj
+# Объектные файлы
+OBJECTS = $(addprefix $(OBJ_DIR)/,$(SOURCES_C:src/%.c=%.o) $(SOURCES_CPP:src/%.cpp=%.o))
+
+# Для x32 сборки под Windows
+ifeq ($(OS), Windows_NT)
+	ifeq ($(MAKECMDGOALS), x32)
+x32: all
+	endif
+endif
+
+# Цель по умолчанию, зависит от EXECUTABLE
+all: $(EXECUTABLE)
+
+# Цель сборки исполняемого файла, зависит от OBJ_DIR, OBJECTS и GLAD_O
+$(EXECUTABLE): $(OBJ_DIR) $(OBJECTS) $(GLAD_O)
+	$(CC)  $(OBJECTS)  $(GLAD_O) $(LDFLAGS) -o $@
+
+# Цель для сборки GLAD
+$(GLAD_O): $(GLAD)
+	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
+
+# Цель для создания директории с объектными файлами
+$(OBJ_DIR):
+	@mkdir $(OBJ_DIR)
+
+# Цель сборки объектных файлов
+$(OBJ_DIR)/%.o: src/%.c
+	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
+$(OBJ_DIR)/%.o: src/%.cpp
+	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
+
+# Цель вывода всех файлов, учавствтующих в сборке
+list:
+	@echo "В сборке участвуют:" $(OBJECTS)
+
+# Очистка
+ifeq ($(OS), Windows_NT)
+clean: $(OBJ_DIR)
+	@rmdir /s /q $(OBJ_DIR)
+else
+clean: $(OBJ_DIR)
+	@rm -f $(EXECUTABLE) $(OBJECTS)
+endif

include/Buffers.h

@@ -0,0 +1,50 @@
+#ifndef BUFFERS_H
+#define BUFFERS_H
+
+#include <glad/glad.h>
+
+#include <map>
+
+// Объект массива вершин
+class VAO
+{
+    public:
+        VAO(); // Создает VAO и активирует его
+        ~VAO(); // Уничтожает VAO
+        VAO(const VAO & copy); // Конструктор копирования
+        VAO& operator=(const VAO & other); // Оператор присваивания
+
+        void use(); // Активация VAO
+        static void disable(); // Деактивация активного VAO
+
+    private:
+        GLuint handler; // Дескриптор
+        static std::map<GLuint, GLuint> handler_count; // Счетчик использований дескриптора
+};
+
+// Тип буфера
+enum BUFFER_TYPE {  VERTEX = GL_ARRAY_BUFFER
+                  , ELEMENT = GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
+                 };
+
+// Объект вершинного буфера
+class BO
+{
+    public:
+        BO(BUFFER_TYPE type); // Создает пустой буфер заданного типа
+        BO(BUFFER_TYPE type, const void *data, int size); // Создает и загружает туда данные
+        ~BO(); // Уничтожает буфер
+        BO(const BO & copy); // Конструктор копирования
+        BO& operator=(const BO & other); // Оператор присваивания
+
+        void load(const void *data, int size, GLuint mode = GL_STATIC_DRAW); // Загрузка данных в буфер
+        void use(); 
+
+    protected:
+        GLuint handler; // Дескриптор
+        BUFFER_TYPE type; // Тип буфера
+    private:
+        static std::map<GLuint, GLuint> handler_count; // Счетчик использований дескриптора
+};
+
+#endif // BUFFERS_H

include/Camera.h

@@ -0,0 +1,62 @@
+#ifndef CAMERA_H
+#define CAMERA_H
+
+#include <GLM/glm.hpp>
+#include <GLM/gtx/euler_angles.hpp>
+#include <GLM/gtc/matrix_transform.hpp>
+#include <GLM/ext/matrix_transform.hpp>
+
+#include "Model.h"
+
+// Ближняя граница области отсечения
+#define CAMERA_NEAR 0.1f
+// Дальняя граница области отсечения
+#define CAMERA_FAR 100.0f
+// Вектор, задающий верх для камеры
+#define CAMERA_UP_VECTOR glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f)
+// Вектор, задающий стандартный поворот углами Эйлера (в положительном направлении оси Z)
+#define CAMERA_DEFAULT_ROTATION glm::vec3(0.0f, 180.0f, 0.0f)
+// Стандартный угол обзора 
+#define CAMERA_FOVy 60.0f
+// Стандартная чувствительность
+#define CAMERA_DEFAULT_SENSIVITY 0.005f
+
+class Camera : public Node
+{
+    public:
+        Camera(float aspect, const glm::vec3 &position = glm::vec3(0.0f), const glm::vec3 &initialRotation = CAMERA_DEFAULT_ROTATION, float fovy = CAMERA_FOVy); // Конструктор камеры с проекцией перспективы
+        Camera(float width, float height, const glm::vec3 &position = glm::vec3(0.0f), const glm::vec3 &initialRotation = CAMERA_DEFAULT_ROTATION); // Конструктор ортографической камеры
+        Camera(const Camera& copy); // Конструктор копирования камеры
+        Camera& operator=(const Camera& other); // Оператор присваивания
+        virtual ~Camera(); // Деструктор
+
+        const glm::mat4& getVP(); // Возвращает ссылку на константную матрицу произведения матриц вида и проекции
+        const glm::mat4& getProjection(); // Возвращает ссылку на константную матрицу проекции 
+        const glm::mat4& getView(); // Возвращает ссылку на константную матрицу вида
+        
+        void rotate(const glm::vec2 &xyOffset); // Поворачивает камеру на dx и dy пикселей с учетом чувствительности
+        
+        void setPerspective(float fov, float aspect); // Устанавливает заданную матрицу перспективы
+        void setOrtho(float width, float height); // Устанавливает заданную ортографическую матрицу
+        void setSensitivity(float sensitivity); // Изменяет чувствительность мыши
+        const float& getSensitivity() const; // Возвращает чувствительность мыши
+        
+        void use(); // Использование этой камеры как текущей
+        static Camera& current(); // Ссылка на текущую используемую камеру
+    protected:
+        Camera(const glm::vec3 &position, const glm::vec3 &initialRotation); // Защищенный (protected) конструктор камеры без перспективы 
+
+        glm::mat4 view; // Матрица вида
+        glm::mat4 projection; // Матрица проекции
+        glm::mat4 vp; // Матрица произведения вида и проекции
+        bool requiredRecalcVP; // Необходимость пересчета матрицы вида и проекции камеры
+        
+        float sensitivity; // Чувствительность мыши
+        
+        virtual void recalcMatrices(); // Метод пересчета матрицы вида и произведения Вида*Проекции по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
+
+        static Camera* p_current; // Указатель на текущую используемую камеру
+};      
+
+
+#endif // CAMERA_H

include/Model.h

@@ -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(const GLuint &model_uniform); // 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

include/Scene.h

@@ -0,0 +1,34 @@
+#ifndef SCENE_H
+#define SCENE_H
+
+#include <list>
+
+#include "Model.h"
+#include "Camera.h"
+
+// Класс сцены
+class Scene
+{
+    public:
+        Scene(); // Конструктор пустой сцены
+        Scene(const Scene &copy); // Конструктор копирования
+        Scene& operator=(const Scene& other); // Оператор присваивания
+
+        void render(const GLuint &model_uniform); // Рендер сцены
+
+        Node root; // Корневой узел
+
+        // Списки объектов, выступающих узлами
+        std::list<Node> nodes; // Список пустых узлов
+        std::list<Model> models; // Список моделей для рендера
+        std::list<Camera> cameras; // Список камер
+    
+    protected:
+        void rebuld_tree(const Scene& from); // Перестройка дерева после копирования или присваивания
+        template <class T>
+        void rebuild_Nodes_list(T& nodes, const Scene& from); // Перестройка узлов выбранного списка
+        template <class T>
+        void move_parent(Node& for_node, const std::list<T>& from_nodes, std::list<T>& this_nodes); // Сдвигает родителя узла между двумя списками при условии его принадлежности к оригинальному
+};
+
+#endif // SCENE_H

shaders/shader.frag

@@ -0,0 +1,8 @@
+#version 330 core 
+
+out vec3 color; 
+
+void main() 
+{ 
+    color = vec3(1, 0, 0); 
+} 

shaders/shader.vert

@@ -0,0 +1,11 @@
+#version 330 core 
+
+layout(location = 0) in vec3 pos; 
+
+uniform mat4 vp;
+uniform mat4 model;
+
+void main() 
+{ 
+    gl_Position = vp * model * vec4(pos, 1.0);
+} 

src/Buffers.cpp

@@ -0,0 +1,119 @@
+#include "Buffers.h"
+
+// Счетчики использований дескрипторов
+std::map<GLuint, GLuint> VAO::handler_count; 
+std::map<GLuint, GLuint> BO::handler_count; 
+
+// Создает VAO и активирует его
+VAO::VAO()
+{ 
+    glGenVertexArrays(1, &handler); // Генерация одного объекта массива вершин
+    glBindVertexArray(handler);     // Привязка для использования
+    handler_count[handler] = 1;     // Инициализация счетчика для дескриптора 
+}
+
+// Уничтожает VAO
+VAO::~VAO()
+{
+    // Если дескриптор никем не используется - освободим его
+    if (!--handler_count[handler])
+    {
+        glDeleteVertexArrays(1, &handler);
+        handler_count.erase(handler); // Удаление из словаря
+    }
+}
+
+// Конструктор копирования
+VAO::VAO(const VAO & copy) : handler(copy.handler)
+{
+    handler_count[handler]++;
+}
+
+// Оператор присваивания
+VAO& VAO::operator=(const VAO & other) 
+{
+    // Если это разные дескрипторы
+    if (handler != other.handler)
+    { // то следуюет удалить текущий перед заменой
+        this->~VAO(); 
+        handler = other.handler;
+        handler_count[handler]++;
+    }
+
+    return *this;
+}
+
+// Активация VAO
+void VAO::use()
+{
+    glBindVertexArray(handler); // Привязка VAO для использования
+}
+
+// Деактивация активного VAO
+void VAO::disable()
+{
+    glBindVertexArray(0);       // Отключение VAO
+}
+
+// Создает пустой буфер заданного типа
+BO::BO(BUFFER_TYPE t) : type(t)
+{
+    glGenBuffers(1, &handler); // Генерация одного объекта буфера
+    handler_count[handler] = 1;
+    use(); // Привязка буфера
+}
+
+// Создает и загружает туда данные
+BO::BO(BUFFER_TYPE t, const void *data, int size) : BO(t)
+{
+    load(data, size);
+}
+
+// Уничтожает буфер
+BO::~BO()
+{
+    if (handler) // Если буфер был создан
+    {
+        // Если дескриптор никем не используется - освободим его
+        if (!--handler_count[handler])
+        {
+            glDeleteBuffers(1, &handler);
+            handler_count.erase(handler); // Удаление из словаря
+        }
+        handler = 0;
+    }
+}
+
+// Конструктор копирования
+BO::BO(const BO & copy) : handler(copy.handler), type(copy.type)
+{
+    handler_count[handler]++;
+}
+
+// Оператор присваивания
+BO& BO::operator=(const BO & other)
+{
+    // Если это разные дескрипторы
+    if (handler != other.handler)
+    { // то следуюет удалить текущий перед заменой
+        this->~BO(); 
+        handler = other.handler;
+        handler_count[handler]++;
+    }
+    // Изменим тип
+    type = other.type;
+
+    return *this;
+}
+
+// Загрузка вершин в буфер
+void BO::load(const void *data, int size, GLuint mode)
+{
+    use(); // Привязка буфера
+    glBufferData(type, size, data, mode);
+}
+
+void BO::use()
+{
+    glBindBuffer(type, handler); // Привязка элементного буфера
+}

src/Camera.cpp

@@ -0,0 +1,183 @@
+#include "Camera.h"
+
+// Указатель на текущую используемую камеру
+Camera* Camera::p_current = NULL; 
+
+// Защищенный (protected) конструктор камеры без перспективы 
+Camera::Camera(const glm::vec3 &pos, const glm::vec3 &initialRotation) : Node(NULL) // Пусть по умолчанию камера не относится к сцене
+{
+    sensitivity = CAMERA_DEFAULT_SENSIVITY;
+    position = pos; // задаем позицию
+    // Определяем начальный поворот
+    glm::quat rotationAroundX = glm::angleAxis( glm::radians(initialRotation.x), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
+    glm::quat rotationAroundY = glm::angleAxis(-glm::radians(initialRotation.y), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
+    glm::quat rotationAroundZ = glm::angleAxis( glm::radians(initialRotation.z), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
+    rotation = rotationAroundX * rotationAroundY * rotationAroundZ;
+    // Признак изменения
+    changed = true;
+}
+
+// Конструктор камеры с проекцией перспективы
+Camera::Camera(float aspect, const glm::vec3 &position, const glm::vec3 &initialRotation, float fovy)
+: Camera(position, initialRotation)
+{
+    setPerspective(fovy, aspect);
+}
+
+// Конструктор ортографической камеры
+Camera::Camera(float width, float height, const glm::vec3 &position, const glm::vec3 &initialRotation)
+: Camera(position, initialRotation)
+{
+    setOrtho(width, height);
+}
+
+// Конструктор копирования камеры
+Camera::Camera(const Camera& copy) 
+: Node(copy), projection(copy.projection), requiredRecalcVP(copy.requiredRecalcVP), sensitivity(copy.sensitivity)
+{
+    // Если у оригинала не было изменений - перепишем матрицу вида-проекции
+    if (!requiredRecalcVP)
+        vp = copy.vp;
+}
+
+// Оператор присваивания
+Camera& Camera::operator=(const Camera& other)
+{
+    Node::operator=(other); // Вызов родительского оператора= для переноса узла
+    
+    projection = other.projection;
+    requiredRecalcVP = other.requiredRecalcVP;
+    sensitivity = other.sensitivity;
+
+    // Если у оригинала не было изменений - перепишем матрицу вида-проекции
+    if (!requiredRecalcVP)
+        vp = other.vp;
+
+    return *this;
+}
+
+// Деструктор
+Camera::~Camera() 
+{ 
+    if (p_current == this)
+        p_current = NULL;
+}
+
+// Возвращает ссылку на константную матрицу проекции
+const glm::mat4& Camera::getProjection()
+{
+    return projection;
+}
+
+// Возвращает ссылку на константную матрицу вида
+const glm::mat4& Camera::getView()
+{
+    recalcMatrices();
+
+    return view;
+}
+
+// Возвращает ссылку на константную матрицу вида
+const glm::mat4& Camera::getVP()
+{
+    recalcMatrices();
+
+    return vp;
+}
+
+// Устанавливает заданную матрицу перспективы
+void Camera::setPerspective(float fovy, float aspect)
+{
+    projection = glm::perspective(glm::radians(fovy), aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
+    requiredRecalcVP = true;
+}
+
+// Устанавливает заданную ортографическую матрицу
+void Camera::setOrtho(float width, float height)
+{
+    const float aspect = width / height;
+    projection = glm::ortho(-1.0f, 1.0f, -1.0f/aspect, 1.0f/aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
+    requiredRecalcVP = true;
+}
+
+// Изменяет чувствительность мыши
+void Camera::setSensitivity(float sens)
+{
+    sensitivity = sens;
+}
+
+// Возвращает чувствительность мыши
+const float& Camera::getSensitivity() const
+{
+    return sensitivity; 
+}
+
+// Метод пересчета матрицы вида и произведения Вида*Проекции по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
+void Camera::recalcMatrices()
+{
+    if (changed || parent_changed)
+    {
+        glm::vec3 _position = position;
+        glm::quat _rotation = rotation;
+        if (parent) // Если есть родитель
+        {
+            glm::mat4 normalized_transform = parent->getTransformMatrix();
+            for (int i = 0; i < 3; i++) 
+            {
+                glm::vec3 axis = glm::vec3(normalized_transform[i]);
+                normalized_transform[i] = glm::vec4(glm::normalize(axis), normalized_transform[i].w);
+            }
+            glm::vec4 tmp = normalized_transform * glm::vec4(_position, 1.0f);
+            tmp /= tmp.w;
+            _position = glm::vec3(tmp);
+            _rotation = glm::quat_cast(normalized_transform) * _rotation;
+        }
+        glm::mat4 rotationMatrix = glm::mat4_cast(glm::conjugate(_rotation));
+        glm::mat4 translationMatrix = glm::translate(glm::mat4(1.0f), -_position);
+        view = rotationMatrix * translationMatrix;
+        requiredRecalcVP = true;
+    }
+  
+    Node::recalcMatrices();
+
+    if (requiredRecalcVP)
+    {
+        vp = projection * view;
+        requiredRecalcVP = false; // Изменения применены
+    }
+}
+
+// Поворачивает камеру на dx и dy пикселей с учетом чувствительности
+void Camera::rotate(const glm::vec2 &xyOffset)
+{
+    // xyOffset - сдвиги координат мыши, xyOffset.x означает поворот вокруг оси Y, а xyOffset.y - поворот вокруг оси X
+    
+    // Вращение вокруг оси Y
+    glm::quat qY = glm::angleAxis(-xyOffset.x * sensitivity, glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
+    
+    // Вращение вокруг оси X
+    glm::quat qX = glm::angleAxis(xyOffset.y * sensitivity, glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
+
+    // Сначала применяем вращение вокруг Y, затем вокруг X
+    rotation = qY * rotation * qX;
+
+    changed = true;
+    invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
+}
+
+// Использование этой камеры как текущей
+void Camera::use()
+{
+    p_current = this;
+}
+
+// Ссылка на текущую используемую камеру
+Camera& Camera::current()
+{
+    static Camera default_cam(800.0f/600.0f);
+
+    if (!p_current)
+        return default_cam;
+    else
+        return *p_current;
+}

src/Model.cpp

@@ -0,0 +1,306 @@
+#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(const GLuint &model_uniform) 
+{
+    // Загрузим матрицу трансформации
+    glUniformMatrix4fv(model_uniform, 1, GL_FALSE, &getTransformMatrix()[0][0]);
+
+    // 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;
+} 

src/Scene.cpp

@@ -0,0 +1,89 @@
+#include "Scene.h"
+
+// Конструктор пустой сцены
+Scene::Scene()
+{
+
+}
+
+// Конструктор копирования
+Scene::Scene(const Scene &copy): root(copy.root), 
+nodes(copy.nodes), models(copy.models), cameras(copy.cameras)
+{
+    rebuld_tree(copy);
+} 
+
+// Оператор присваивания
+Scene& Scene::operator=(const Scene& other) 
+{
+    root = other.root;
+    nodes = other.nodes;
+    models = other.models;
+    cameras = other.cameras;
+
+    rebuld_tree(other);
+
+    return *this;
+} 
+
+// Рендер сцены
+void Scene::render(const GLuint &model_uniform) 
+{
+    for (auto & model : models)
+        model.render(model_uniform);
+}
+
+// Перестройка узлов выбранного списка
+template <class T>
+void Scene::rebuild_Nodes_list(T& nodes, const Scene& from)
+{
+    for (auto it = nodes.begin(); it != nodes.end(); it++)
+    {
+        // Берем родителя, который указывает на оригинальный объект
+        Node* parent = it->getParent();
+        
+        // Если родитель - оригинальный корневой узел, то меняем на собственный корневой узел
+        if (parent == &from.root) 
+        {
+            it->setParent(&root);
+            continue;
+        }
+
+        // Если можно привести к модели, то ищем родителя среди моделей
+        if (dynamic_cast<Model*>(parent))
+            move_parent(*it, from.models, this->models);
+        else
+        // Иначе проверяем на принадлежность к камерам
+        if (dynamic_cast<Camera*>(parent))
+            move_parent(*it, from.cameras, this->cameras);
+        // Иначе это пустой узел
+        else
+            move_parent(*it, from.nodes, this->nodes);
+            
+        // Не нашли родителя - значит он не часть этой сцены 
+        // и изменений по нему не требуется
+    }
+} 
+
+// Сдвигает родителя узла между двумя списками при условии его принадлежности к оригинальному
+template <class T>
+void Scene::move_parent(Node& for_node, const std::list<T>& from_nodes, std::list<T>& this_nodes)
+{
+    // Возьмем адрес родителя
+    Node* parent = for_node.getParent();
+    // Цикл по элементам списков для перемещения родителя
+    // Списки в процессе копирования идеинтичные, вторая проверка не требуется
+    for (auto it_from = from_nodes.begin(), it_this = this_nodes.begin(); it_from != from_nodes.end(); ++it_from, ++it_this)
+        // Если адрес объекта, на который указывает итератор, совпадает с родителем - меняем родителя по второму итератору (it_this)
+        if (&(*it_from) == parent)
+            for_node.setParent(&(*it_this));
+}
+
+// Перестройка дерева после копирования или присваивания
+void Scene::rebuld_tree(const Scene& from)
+{    
+    // Восстановим родителей в пустых узлах для копии
+    rebuild_Nodes_list(nodes, from);
+    rebuild_Nodes_list(models, from);
+    rebuild_Nodes_list(cameras, from);
+}

src/main.cpp

@@ -0,0 +1,234 @@
+
+#include <glad/glad.h>
+#include <GLFW/glfw3.h>
+#include <GLM/glm.hpp>
+
+#include <iostream>
+
+#include "Camera.h"
+#include "Model.h"
+
+#define WINDOW_WIDTH 800
+#define WINDOW_HEIGHT 600
+#define WINDOW_CAPTION "OPENGL notes on rekovalev.site"
+
+// Функция-callback для изменения размеров буфера кадра в случае изменения размеров поверхности окна
+void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
+{
+    glViewport(0, 0, width, height);
+}
+
+#include <fstream>
+#include <sstream>
+
+// Функция чтения шейдера из файла
+std::string readFile(const char* filename)
+{
+    std::string text;
+	std::ifstream file(filename, std::ios::in); // Открываем файл на чтение
+	// Если файл доступен и успешно открыт
+    if (file.is_open()) 
+    { 
+		std::stringstream sstr; // Буфер для чтения
+		sstr << file.rdbuf(); // Считываем файл
+		text = sstr.str(); // Преобразуем буфер к строке
+		file.close(); // Закрываем файл
+	}
+
+    return text;
+}
+
+// Функция для загрузки шейдеров
+// Принимает два адреса вершинного и фрагментного шейдеров
+// Возвращает дескриптор шейдерной программы
+GLuint LoadShaders(const char *vertex_file, const char *fragment_file)
+{
+    // Создание дескрипторов вершинного и фрагментного шейдеров
+    GLuint vertexShaderID = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
+    GLuint fragmentShaderID = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
+
+    // Переменные под результат компиляции
+    GLint result = GL_FALSE;
+    int infoLogLength;
+
+    // Считываем текст вершинного шейдера
+    std::string code = readFile(vertex_file);
+    const char* pointer = code.c_str(); // Преобразование к указателю на const char, так как функция принимает массив си-строк
+
+    // Компиляция кода вершинного шейдера
+    glShaderSource(vertexShaderID, 1, &pointer, NULL);
+    glCompileShader(vertexShaderID);
+
+    // Проверка результата компиляции
+    glGetShaderiv(vertexShaderID, GL_COMPILE_STATUS, &result);
+    glGetShaderiv(vertexShaderID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
+    if (infoLogLength > 0)
+    {
+        char* errorMessage = new char[infoLogLength + 1];
+        glGetShaderInfoLog(vertexShaderID, infoLogLength, NULL, errorMessage);
+        std::cout << errorMessage;
+        delete[] errorMessage;
+    }
+
+    // Считываем текст вершинного шейдера
+    code = readFile(fragment_file);
+    pointer = code.c_str(); // Преобразование к указателю на const char, так как функция принимает массив си-строк
+
+    // Компиляция кода фрагментного шейдера
+    glShaderSource(fragmentShaderID, 1, &pointer, NULL);
+    glCompileShader(fragmentShaderID);
+
+    // Проверка результата компиляции
+    glGetShaderiv(fragmentShaderID, GL_COMPILE_STATUS, &result);
+    glGetShaderiv(fragmentShaderID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
+    if (infoLogLength > 0)
+    {
+        char* errorMessage = new char[infoLogLength + 1];
+        glGetShaderInfoLog(fragmentShaderID, infoLogLength, NULL, errorMessage);
+        std::cout << errorMessage;
+        delete[] errorMessage;
+    }
+
+    // Привязка скомпилированных шейдеров
+    GLuint programID = glCreateProgram();
+    glAttachShader(programID, vertexShaderID);
+    glAttachShader(programID, fragmentShaderID);
+    glLinkProgram(programID);
+
+    // Проверка программы
+    glGetProgramiv(programID, GL_LINK_STATUS, &result);
+    glGetProgramiv(programID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
+    if (infoLogLength > 0)
+    {
+        char* errorMessage = new char[infoLogLength + 1];
+        glGetProgramInfoLog(programID, infoLogLength, NULL, errorMessage);
+        std::cout << errorMessage;
+        delete[] errorMessage;
+    }
+
+    // Освобождение дескрипторов шейдеров
+    glDeleteShader(vertexShaderID);
+    glDeleteShader(fragmentShaderID);
+
+    return programID;
+}
+
+ 
+bool firstMouse = true;
+float lastX, lastY;
+
+void mouse_callback(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos)
+{
+    if (firstMouse)
+    {
+        lastX = xpos;
+        lastY = ypos;
+        firstMouse = false;
+    }
+  
+    glm::vec2 offset(xpos - lastX, lastY - ypos); 
+    lastX = xpos;
+    lastY = ypos;
+
+    Camera::current().rotate(offset);
+}  
+
+int main(void)
+{
+    GLFWwindow* window; // Указатель на окно GLFW3
+
+    // Инициализация GLFW3
+    if (!glfwInit())
+    {
+        std::cout << "GLFW init error\n";
+        return -1;
+    }
+
+    // Завершение работы с GLFW3 перед выходом
+    atexit(glfwTerminate);
+
+    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 4); // Мажорная версия спецификаций OpenGL
+    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 6); // Минорная версия спецификаций OpenGL
+    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE); // Контекст OpenGL, который поддерживает только основные функции
+ 
+    // Создание окна GLFW3 с заданными шириной, высотой и заголовком окна
+    window = glfwCreateWindow(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, WINDOW_CAPTION, NULL, NULL);
+    if (!window)
+    {
+        std::cout << "GLFW create window error\n";
+        return -1;
+    }
+
+    // Установка основного контекста окна
+    glfwMakeContextCurrent(window);
+    // Установка callback-функции для изменения размеров окна и буфера кадра
+    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
+    
+    glfwSwapInterval(1); // Вертикальная синхронизация
+
+    // Установка callback-функции для мыши и камеры
+    glfwSetCursorPosCallback(window, mouse_callback);
+
+    // Загрузка функций OpenGL с помощью GLAD
+    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
+    {
+        std::cout << "GLAD load GL error\n";
+        return -1;
+    }
+
+    // Компиляция шейдеров
+    GLuint shaderProgram = LoadShaders("shaders/shader.vert", "shaders/shader.frag");
+    // Активация шейдера
+    glUseProgram(shaderProgram);
+
+    // 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}
+                            };
+    // 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}; 
+
+    // Загрузка индексов модели
+    rectangle.load_indices(indices, sizeof(indices));
+
+    rectangle.e_position().z = 2;
+    rectangle.e_rotation() = {0.733f, 0.462f, 0.191f, 0.462f};
+    
+    // Установка цвета очистки буфера цвета
+    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
+
+    // Расположение Uniform-переменной
+    GLuint vp_uniform = glGetUniformLocation(shaderProgram, "vp");
+    GLuint model_uniform = glGetUniformLocation(shaderProgram, "model");
+
+    // Пока не произойдет событие запроса закрытия окна
+    while(!glfwWindowShouldClose(window))
+    {
+        // Загрузим матрицу проекции*вида
+        glUniformMatrix4fv(vp_uniform, 1, GL_FALSE, &Camera::current().getVP()[0][0]);
+
+        // Очистка буфера цвета
+        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
+
+        // Тут производится рендер
+        rectangle.render(model_uniform);
+
+        // Представление содержимого буфера цепочки показа на окно
+        glfwSwapBuffers(window);
+        // Обработка системных событий
+        glfwPollEvents();
+    }
+    
+    // Удаление шейдерной программы
+    glDeleteProgram(shaderProgram);
+    
+    return 0;
+}