OpenGL/07
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Releases 9 Wiki Activity

Копия проекта с 06

Browse Source
This commit is contained in:
Ковалев Роман Евгеньевич
2022-11-14 20:24:58 +03:00
parent ebc18f9d4d
commit 290f609dce
19 changed files with 1862 additions and 0 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

144
src/Buffers.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,144 @@
#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
}
// Создает пустой uniform-буфер заданного размера с автоматической привязкой
UBO::UBO(int size, int binding) : BO(UNIFORM, 0, size)
{
rebind(binding);
}
// Создает пустой uniform-буфер заданного размера с автоматической привязкой
UBO::UBO(const void *data, int size, int binding) : BO(UNIFORM, data, size)
{
rebind(binding);
}
// перепривязка
void UBO::rebind(int binding)
{
glBindBufferBase(type, binding, handler);
}
// Загрузка с отступом
void UBO::loadSub(const void *data, int size, int offset)
{
use();
glBufferSubData(type, offset, size, data);
}

183
src/Camera.cpp Normal file
View File

@@ -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;
}

381
src/Model.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,381 @@
#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), normals_vbo(VERTEX), texCoords_vbo(VERTEX)
{
}
// 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), normals_vbo(copy.normals_vbo), texCoords_vbo(copy.texCoords_vbo),
texture_diffuse(copy.texture_diffuse)
{
}
// 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;
texCoords_vbo = other.texCoords_vbo;
texture_diffuse = other.texture_diffuse;
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 текстуры
texture_diffuse.use();
// 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;
}
// Функция для конфигурации атрибута вершинного буфера
void texCoords_attrib_config()
{
// Определим спецификацию атрибута
glVertexAttribPointer( 1 // индекс атрибута, должен совпадать с Layout шейдера
, 2 // 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(1);
}
// Загрузка текстурных координат в буфер
void Model::load_texCoords(glm::vec2* texCoords, GLuint count)
{
// Подключаем VAO
vao.use();
texCoords_vbo.use();
// Загрузка вершин в память буфера
texCoords_vbo.load(texCoords, sizeof(glm::vec2)*count);
texCoords_attrib_config();
}
// Функция для конфигурации атрибута вершинного буфера
void normals_attrib_config()
{
// Устанавливаем связь между VAO и привязанным VBO
glVertexAttribPointer( 2 // 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(2);
}
// Загрузка нормалей в буфер
void Model::load_normals(glm::vec3* normals, GLuint count)
{
// Подключаем VAO
vao.use();
normals_vbo.use();
// Загрузка вершин в память буфера
normals_vbo.load(normals, sizeof(glm::vec3)*count);
normals_attrib_config();
}
// 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;
}
// Привязка текстуры к модели
void Model::set_texture(Texture& texture)
{
GLuint type = texture.getType();
switch(type)
{
case TEX_DIFFUSE:
texture_diffuse = texture;
break;
};
}

213
src/Scene.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,213 @@
#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);
}
#define TINYOBJLOADER_IMPLEMENTATION
#include "tiny_obj_loader.h"
#include <functional>
inline void hash_combine(std::size_t& seed) { }
template <typename T, typename... Rest>
inline void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v, Rest... rest) {
std::hash<T> hasher;
seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
hash_combine(seed, rest...);
}
Scene loadOBJtoScene(const char* filename, const char* mtl_directory, const char* texture_directory)
{
Scene result;
Model model;
// Все модели образованные на основании этой модели будут иметь общего родителя
model.setParent(&result.root);
tinyobj::attrib_t attrib;
std::vector<tinyobj::shape_t> shapes;
std::vector<tinyobj::material_t> materials;
std::string err;
// Если в процессе загрузки возникли ошибки - выдадим исключение
if (!tinyobj::LoadObj(&attrib, &shapes, &materials, &err, filename, mtl_directory))
throw std::runtime_error(err);
std::vector<GLuint> indices; // индексы модели
std::vector<glm::vec3> verteces; // вершины
std::vector<glm::vec3> normals; // нормали
std::vector<glm::vec2> texCords; // текстурные координаты
size_t hash; // Для уникальных вершин
std::map <int, int> uniqueVerteces; // словарь для уникальных вершин: ключ - хеш, значение - индекс вершины
int last_material_index = 0; // индекс последнего материала (для группировки моделей)
int count = 0, offset; // для индексов начала и конца в индексном буфере
std::vector<int> materials_range; // хранилище индексов
std::vector<int> materials_ids; // индексы материалов
materials_range.push_back(count); // Закидываем начало отрезка в индексном буфере
// Цикл по считанным моделям
for (const auto& shape : shapes)
{
offset = count; // Переменная для
last_material_index = shape.mesh.material_ids[(count - offset)/3]; // Запоминаем индекс материала
// Цикл по индексам модели
for (const auto& index : shape.mesh.indices)
{
hash = 0;
hash_combine( hash
, attrib.vertices[3 * index.vertex_index + 0], attrib.vertices[3 * index.vertex_index + 1], attrib.vertices[3 * index.vertex_index + 2]
, attrib.normals[3 * index.normal_index + 0], attrib.normals[3 * index.normal_index + 1], attrib.normals[3 * index.normal_index + 2]
, attrib.texcoords[2 * index.texcoord_index + 0], attrib.texcoords[2 * index.texcoord_index + 1]);
if (!uniqueVerteces.count(hash))
{
uniqueVerteces[hash] = verteces.size();
// группируем вершины в массив на основании индексов
verteces.push_back({ attrib.vertices[3 * index.vertex_index + 0]
, attrib.vertices[3 * index.vertex_index + 1]
, attrib.vertices[3 * index.vertex_index + 2]
});
// группируем нормали в массив на основании индексов
normals.push_back({ attrib.normals[3 * index.normal_index + 0]
, attrib.normals[3 * index.normal_index + 1]
, attrib.normals[3 * index.normal_index + 2]
});
// группируем текстурные координаты в массив на основании индексов
texCords.push_back({ attrib.texcoords[2 * index.texcoord_index + 0]
, 1-attrib.texcoords[2 * index.texcoord_index + 1]
});
}
// Сохраняем индекс в массив
indices.push_back(uniqueVerteces[hash]);
// Если индекс последнего материала изменился, то необходимо сохранить его
if (last_material_index != shape.mesh.material_ids[(count - offset)/3])
{
materials_range.push_back(count); // как конец отрезка
materials_ids.push_back(last_material_index); // как используемый материал
last_material_index = shape.mesh.material_ids[(count - offset)/3];
}
count++;
} // for (const auto& index : shape.mesh.indices)
// Если последний материал не загружен - загружаем его
if (materials_range[materials_range.size()-1] != count-1)
{
materials_range.push_back(count); // последний конец отрезка
materials_ids.push_back(last_material_index); // последний используемый материал
}
} // for (const auto& shape : shapes)
// Загрузка в буферы
model.load_verteces (&verteces[0], verteces.size());
model.load_normals (&normals[0], normals.size());
model.load_texCoords(&texCords[0], texCords.size());
// Загрузка индексного буфера
model.load_indices (&indices[0], indices.size());
// Создаем копии модели, которые будут рендериться в заданном диапазоне
// И присваиваем текстуры копиям на основании материала
for (int i = 0; i < materials_range.size()-1; i++)
{
result.models.push_back(model); // Создание копии с общим VAO
auto s = --result.models.end();
s->set_index_range(materials_range[i]*sizeof(GLuint), materials_range[i+1]-materials_range[i]);
Texture diffuse(TEX_DIFFUSE, texture_directory + materials[materials_ids[i]].diffuse_texname);
s->set_texture(diffuse);
}
return result;
}

154
src/Shader.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,154 @@
#include "Shader.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
std::map<int, int> ShaderProgram::handler_count; // Получение количества использований по дескриптору ШП (Shared pointer)
ShaderProgram::ShaderProgram()
{
program = glCreateProgram();
handler_count[program] = 1;
}
ShaderProgram::ShaderProgram(const ShaderProgram &copy) : program(copy.program)
{
handler_count[program]++;
}
ShaderProgram::~ShaderProgram()
{
if (!--handler_count[program]) // Если количество ссылок = 0
{
// Удаление шейдерной программы
glDeleteProgram(program);
}
}
// Оператор присваивания
ShaderProgram& ShaderProgram::operator=(const ShaderProgram& other)
{
// Если это разные шейдерные программы
if (program != other.program)
{
this->~ShaderProgram(); // Уничтожаем имеющуюся
// Заменяем новой
program = other.program;
handler_count[program]++;
}
return *this;
}
// Использование шейдеров
void ShaderProgram::use()
{
glUseProgram(program);
}
// 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
void ShaderProgram::load(GLuint type, const char* filename)
{
// Создание дескрипторов шейдера
GLuint handler = glCreateShader(type);
// Переменные под результат компиляции
GLint result = GL_FALSE;
int infoLogLength;
// Считываем текст вершинного шейдера
std::string code = readFile(filename);
const char* pointer = code.c_str(); // Преобразование к указателю на const char, так как функция принимает массив си-строк
// Компиляция кода вершинного шейдера
glShaderSource(handler, 1, &pointer, NULL);
glCompileShader(handler);
// Проверка результата компиляции
glGetShaderiv(handler, GL_COMPILE_STATUS, &result);
glGetShaderiv(handler, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
if (infoLogLength > 0)
{
char* errorMessage = new char[infoLogLength + 1];
glGetShaderInfoLog(handler, infoLogLength, NULL, errorMessage);
std::cout << errorMessage;
delete[] errorMessage;
}
// Привязка скомпилированного шейдера
glAttachShader(program, handler);
// Освобождение дескриптора шейдера
glDeleteShader(handler);
}
// Формирование программы из загруженных шейдеров
void ShaderProgram::link()
{
// Переменные под результат компиляции
GLint result = GL_FALSE;
int infoLogLength;
// Формирование программы из привязанных шейдеров
glLinkProgram(program);
// Проверка программы
glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &result);
glGetProgramiv(program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
if (infoLogLength > 0)
{
char* errorMessage = new char[infoLogLength + 1];
glGetProgramInfoLog(program, infoLogLength, NULL, errorMessage);
std::cout << errorMessage;
delete[] errorMessage;
}
// Используем шейдерную программу объекта из которого вызван метод
this->use();
}
// Возвращает местоположение uniform-переменной
GLuint ShaderProgram::getUniformLoc(const char* name)
{
GLuint result; // Результат
// Если такую переменную ещё не искали - найдем, иначе вернем уже известный дескриптор
if (!uniformLocations.count(name))
uniformLocations[name] = result = glGetUniformLocation(program, name);
else
result = uniformLocations[name];
return result;
}
// Привязка uniform-блока
void ShaderProgram::bindUniformBlock(const char* name, int binding)
{
glUniformBlockBinding( program
, glGetUniformBlockIndex(program, name)
, binding);
}
// Инициализация текстур на шейдере
void ShaderProgram::bindTextures(const char* textures_base_shader_names[], int count)
{
// Цикл по всем доступным текстурам
for (int i = 0; i < count; i++)
glUniform1i(getUniformLoc(textures_base_shader_names[i]), i);
}

119
src/Texture.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,119 @@
#include "Texture.h"
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include <stb_image.h>
std::map<std::string, int> Texture::filename_handler; // Получение дескриптора текстуры по её имени
std::map<int, int> Texture::handler_count; // Получение количества использований по дескриптору текстуры (Shared pointer)
// Загрузка текстуры с диска или использование "пустой"
Texture::Texture(GLuint t, const std::string& filename) : type(t)
{
if (!filename_handler.count(filename))
{
std::string empty = "";
int width, height, channels; // Ширина, высота и цветовые каналы текстуры
unsigned char* image = stbi_load(filename.c_str(), &width, &height, &channels, STBI_default); // Загрузка в оперативную память изображения
// Если изображение успешно счиитано с диска или отсутствует пустая текстура
if (image || !filename_handler.count(empty))
{
glActiveTexture(type + GL_TEXTURE0);
glGenTextures(1, &handler); // Генерация одной текстуры
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, handler); // Привязка текстуры как активной
filename_handler[filename] = handler; // Запоминим её дескриптор для этого имени файла
handler_count[handler] = 0; // Создадим счетчик использований дескриптора, который будет изменен в конце
// Если изображение успешно считано
if (image)
{
// Загрузка данных с учетом прозрачности
if (channels == 3) // RGB
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
else if (channels == 4) // RGBA
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D); // Генерация мипмапа для активной текстуры
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0); // Отвязка активной текстуры
stbi_image_free(image); // Освобождение оперативной памяти
}
// Иначе изображение не считано и надо создать пустую текстуру
else
{
image = new unsigned char[3] {255,255,255}; // RGB по 1 байту на
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, 1, 1, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image); // Загрузка данных на видеокарту
delete[] image; // Освобождение оперативной памяти
filename_handler[empty] = handler; // Запоминим дополнительно её дескриптор для NULL-строки
}
}
// Иначе используем существующую пустую текстуру (текстура не загружена, пустую создавать не нужно)
else
handler = filename_handler[empty];
}
// Иначе используем уже существующую по имени файла
else
handler = filename_handler[filename];
handler_count[handler]++;
}
// Конструктор копирования
Texture::Texture(const Texture& other) : handler(other.handler), type(other.type)
{
// Делаем копию и увеличиваем счетчик
handler_count[handler]++;
}
// Оператор присваивания
Texture& Texture::operator=(const Texture& other)
{
// Если это разные текстуры
if (handler != other.handler)
{
this->~Texture(); // Уничтожаем имеющуюся
// Заменяем новой
handler = other.handler;
handler_count[handler]++;
}
type = other.type;
return *this;
}
Texture::~Texture()
{
if (!--handler_count[handler]) // Если количество ссылок = 0
{
glDeleteTextures(1, &handler); // Удаление текстуры
// Удаление из словаря имен файлов и дескрипторов
for (auto it = filename_handler.begin(); it != filename_handler.end();)
{
if (it->second == handler)
it = filename_handler.erase(it);
else
it++;
}
}
}
// Привязка текстуры
void Texture::use()
{
glActiveTexture(type + GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, handler); // Привязка текстуры как активной
}
// Отвязка текстуры по типу
void Texture::disable(GLuint type)
{
glActiveTexture(type + GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0); // Отвязка текстуры
}
// Возвращает тип текстуры
GLuint Texture::getType()
{
return type;
}

130
src/main.cpp Executable file
View File

@@ -0,0 +1,130 @@
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <GLM/glm.hpp>
#include <iostream>
#include "Scene.h"
#include "Shader.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);
}
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;
}
// Включаем проверку по буферу глубины
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
// Базовый шейдер
ShaderProgram base;
// Загрузка и компиляция шейдеров
base.load(GL_VERTEX_SHADER, "shaders/shader.vert");
base.load(GL_FRAGMENT_SHADER, "shaders/shader.frag");
base.link();
// Установим значения текстур
const char* textures_base_shader_names[] = {"tex_diffuse"};
base.bindTextures(textures_base_shader_names, sizeof(textures_base_shader_names)/sizeof(const char*));
// Загрузка сцены из obj файла
Scene scene = loadOBJtoScene("../resources/models/cubes.obj", "../resources/models/", "../resources/textures/");
// Установка цвета очистки буфера цвета
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
// Расположение Uniform-переменной
GLuint model_uniform = base.getUniformLoc("model");
// Uniform-буферы
UBO cameraUB(sizeof(glm::mat4)*2, 0);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR); // Использование уменьшенных версий mipmap
// Пока не произойдет событие запроса закрытия окна
while(!glfwWindowShouldClose(window))
{
// Загрузка данных о камере
cameraUB.loadSub(&Camera::current().getProjection(), sizeof(glm::mat4), 0);
cameraUB.loadSub(&Camera::current().getView(), sizeof(glm::mat4), sizeof(glm::mat4));
// Очистка буфера цвета
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
// Тут производится рендер
scene.render(model_uniform);
// Представление содержимого буфера цепочки показа на окно
glfwSwapBuffers(window);
// Обработка системных событий
glfwPollEvents();
}
return 0;
}