Исправление проблемы с изменением размеров окна

include/Buffers.h

@@ -80,6 +80,8 @@ class RBO
         RBO(int w, int h, GLuint component = GL_DEPTH_COMPONENT); // Создает буфер рендера с заданными параметрами размеров и используемых компонент
         ~RBO(); // Уничтожение буфера
 
+        void reallocate(int w, int h, GLuint component = GL_DEPTH_COMPONENT); // Изменяет размеры буфера рендера
+
         GLuint getHandler(); // Возвращает дескриптор буфера рендера
     protected:
         GLuint handler; // Дескриптор

include/Lights.h

@@ -3,7 +3,7 @@
 
 #include <GLM/glm.hpp>
 
-#include "Buffers.h"
+#include "Model.h"
 
 // Максимальное число источников света
 #define MAX_LIGHTS 300
@@ -13,17 +13,47 @@ struct LightData
 {
     alignas(16) glm::vec3 position; // Позиция
     alignas(16) glm::vec3 color; // Цвет 
+    alignas(16) glm::vec3 attenuation; // Радиус действия источника, линейный и квадратичный коэф. угасания   
 };
 
 // Источник света
-class Light
+class Light : public Node
 {
     public:
         static int getUBOsize(); // Возвращает размер буфера в байтах
         static void upload(UBO& lights_data); // Загрузка данных в буфер
 
+        static Light& getNew(); // Возвращает ссылку на новый источник света
+        void destroy(); // Уничтожает источник света
+
+        const glm::vec3& c_color() const; // Константный доступ к цвету
+        glm::vec3& e_color(); // Неконстантная ссылка для изменений цвета
+
+        const float& c_radius() const; // Константный доступ к радиусу
+        float& e_radius(); // Неконстантная ссылка для изменений радиуса
+
+        static void render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer); // Рисование отладочных лампочек
+    private:
+        Light(); // Конструктор без параметров
+        Light(const Light& copy) = delete; // Конструктор копирования ОТКЛЮЧЕН
+        Light& operator=(const Light& other); // Оператор  присваивания
+        virtual ~Light(); 
+
+        glm::vec3 color; // Цвет
+        float radius; // Радиус действия источника
+
+        int index; // Индекс в массиве отправки (может не совпадать с lights) для дефрагментированного доступа
+        static Light& findByIndex(GLuint index); // Возвращает ссылку на источник с нужным индексом
+
+        bool uploadReq; // Необходимость загрузки в следствии изменений
+        void check_id(); // Проверка что не взаимодествуем с пустым источником
+        void toData(); // Преобразует информацию об источнике в структуру LightData
+
+        virtual void recalcMatrices(); // Метод пересчета матрицы трансформации по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
+
         static GLuint count; // количество используемых источников (должно быть <= MAX_LIGHTS)
         static LightData data[MAX_LIGHTS]; // Массив данных по источникам света
+        static Light lights[MAX_LIGHTS]; // Массив источников-узлов сцены
 };
 
 #endif // LIGHTS_H

include/Model.h

@@ -11,6 +11,8 @@
 
 #include <vector>
 
+class Model genShpere(float radius, int sectorsCount, class Node* parent = NULL); // Генерирует сферу заданного радиуса с определенным количеством сегментов
+
 // Класс узла сцены
 class Node 
 {

include/Texture.h

@@ -23,6 +23,8 @@ class Texture
 
         Texture& operator=(const Texture& other); // Оператор присваивания
 
+        void reallocate(GLuint width, GLuint height, GLuint texType = TEX_DIFFUSE, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Пересоздает текстуру для имеющегося дескриптора
+
         void use(); // Привязка текстуры
         static void disable(GLuint type); // Отвязка текстуры по типу
         GLuint getType(); // Возвращает тип текстуры

shaders/bulb.frag

@@ -0,0 +1,16 @@
+#version 420 core 
+
+layout(std140, binding = 1) uniform Material
+{
+    vec3 ka;
+    vec3 kd;
+    vec3 ks;
+    float p;
+};
+
+out vec4 color;
+
+void main()
+{   
+    color = vec4(ka, 1);
+}

shaders/bulb.vert

@@ -0,0 +1,17 @@
+#version 420 core 
+
+layout(location = 0) in vec3 pos; 
+
+layout(std140, binding = 0) uniform Camera
+{
+    mat4 projection;
+    mat4 view;
+    vec3 position;
+} camera;
+
+uniform mat4 model;
+
+void main() 
+{ 
+    gl_Position = camera.projection * camera.view * model * vec4(pos, 1.0);
+} 

shaders/lighting.frag

@@ -13,6 +13,7 @@ struct LightData
 {
     vec3 position;
     vec3 color;
+    vec3 attenuation;
 };
 
 layout(std140, binding = 2) uniform Light
@@ -44,6 +45,8 @@ void main()
     float diffuse; // Диффузная составляющая
     vec3 H; // Вектор половины пути
     float specular; // Зеркальная составляющая
+    float L_distance; // Расстояние от поверхности до источника
+    float attenuation; // Коэф. угасания
     
     // Фоновая освещенность
     color = vec4(ka, 1);
@@ -55,6 +58,12 @@ void main()
         // Данные об источнике относительно фрагмента
         L_vertex = light_f.data[i].position - fragPos;
 
+        // Расстояние от поверхности до источника
+        L_distance = length(L_vertex);
+        
+        // Проверка на дистанцию
+        if (L_distance < light_f.data[i].attenuation.r)
+        {
             // Нормирование вектора
             L_vertex = normalize(L_vertex);
 
@@ -66,7 +75,11 @@ void main()
             // Зеркальная составляющая
             specular = pow(max(dot(H, N), 0.0), p*4); // скалярное произведение с отсеканием значений < 0 в степени p
 
-        color += vec4(light_f.data[i].color*kd*diffuse, 1) 
+            // Угасание с учетом расстояния
-              +  vec4(light_f.data[i].color*ks*specular, 1);
+            attenuation = 1 / (1 + light_f.data[i].attenuation[1] * L_distance + light_f.data[i].attenuation[2] * L_distance * L_distance);
+
+            color += vec4(light_f.data[i].color*kd*diffuse  * attenuation, 1) 
+                  +  vec4(light_f.data[i].color*ks*specular * attenuation, 1);
+        }
     }
 } 

src/Buffers.cpp

@@ -189,6 +189,13 @@ RBO::~RBO()
     glDeleteRenderbuffers(1, &handler);
 }
 
+// Изменяет размеры буфера рендера
+void RBO::reallocate(int w, int h, GLuint component)
+{
+    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, handler); // Привязка элементного буфера
+    glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH_COMPONENT, w, h);
+}
+
 // Возвращает дескриптор буфера рендера
 GLuint RBO::getHandler()
 {

src/Lights.cpp

@@ -1,7 +1,12 @@
 #include "Lights.h"
 
+#include "Scene.h" // Для отладочного вывода лампочек
+
+#include <stdexcept>
+
 GLuint Light::count = 0; // количество используемых источников (должно быть <= MAX_LIGHTS)
 LightData Light::data[MAX_LIGHTS]; // Массив данных по источникам света
+Light Light::lights[MAX_LIGHTS]; // Массив источников-узлов сцены
 
 // возвращает размер буфера в байтах
 int Light::getUBOsize()
@@ -13,10 +18,200 @@ int Light::getUBOsize()
 void Light::upload(UBO& lights_data)
 {
     GLuint LightDataSize = sizeof(LightData); // Одного экземпляра структуры LightData
+    int first = MAX_LIGHTS, last = -1; // Начало и конец диапазона загрузки источников
+    static GLuint prev_count = -1; // Кол-во источников в прошлую посылку
 
     if (count)
-        lights_data.loadSub(data, sizeof(LightData)*count); // Загрузка данных об источниках
+    {
+        for (int i = 0; i < MAX_LIGHTS; i++)
+        {
+            lights[i].recalcMatrices(); // Пересчитаем матрицы по необходимости (проверка внутри метода)
+
+            // Если требуется загрузка
+            if (lights[i].uploadReq)
+            {
+                lights[i].toData(); // Перевод ноды в данные для шейдера
+
+                // Определение диапазона загрузки 
+                if (first > lights[i].index)
+                    first = lights[i].index;
+                if (last < lights[i].index)
+                    last = lights[i].index; 
+
+                lights[i].uploadReq = false; // Сброс флага
+            }
+        }
+        
+        // Если есть что загрузить (определен диапазон)
+        if (last > -1)
+            lights_data.loadSub(data + first, LightDataSize*(last - first +1), LightDataSize*(first)); // Загрузка данных об источниках
+    }
+
+    // Если кол-во изменилось
+    if (prev_count != count)
+    {
+        prev_count = count;
 
         // Загружаем кол-во источников
         lights_data.loadSub(&count, sizeof(count), LightDataSize*MAX_LIGHTS);
+    }
+}
+
+// Метод пересчета матрицы трансформации по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
+void Light::recalcMatrices()
+{
+    // Если были изменения - необходимо загрузить данные
+    if (changed || parent_changed)
+        uploadReq = true;
+    
+    // Выполняем вычисление матриц методом родительского класса
+    Node::recalcMatrices(); 
+}
+
+// Константный доступ к цвету
+const glm::vec3& Light::c_color() const
+{
+    return color;
+}
+
+// Неконстантная ссылка для изменений цвета
+glm::vec3& Light::e_color()
+{
+    uploadReq = true;
+
+    return color;
+}
+
+// Проверка что не взаимодествуем с пустым источником
+void Light::check_id()
+{
+    if (index < 0
+    ||  index >= count)
+        throw std::runtime_error("Попытка использовать ссылку на пустой или некорректный источник");
+}
+
+// Преобразует информацию об источнике в структуру LightData
+void Light::toData()
+{
+    check_id(); // Проверка на работу с корректным индексом
+
+    data[index].position = glm::vec3(result_transform[3]); // Позиция из матрицы трансформации
+    data[index].color = color; // Цвет
+    // Если радиус изменился
+    if (data[index].attenuation.r != radius)
+    {
+        data[index].attenuation.r  = radius; // Радиус действия источника
+        data[index].attenuation[1] = 4.5/radius;      // Линейный коэф. угасания
+        data[index].attenuation[2] = 4 * data[index].attenuation[1] * data[index].attenuation[1]; // Квадратичный коэф. угасания
+    }
+}
+
+// Возвращает ссылку на новый источник света
+Light& Light::getNew() 
+{
+    Light& refNew = findByIndex(-1);
+
+    refNew.index = count++;
+    refNew.uploadReq = true;
+
+    return refNew;
+}
+
+// Уничтожает источник света
+void Light::destroy()
+{
+    check_id(); // Проверка на работу с корректным индексом
+    // Если удаляемый элемент не последний
+    if (count-1 != index)
+    {
+        // Найдем элемент для замены
+        Light& replace = findByIndex(--count);
+
+        replace.uploadReq = true; // Требуется загрузить данные
+        replace.index = index; // Заменяем индекс данных
+    }
+    
+    operator=(Light()); // Обнулим источник путем замены на новый
+}
+
+// Возвращает ссылку на источник с нужным индексом
+Light& Light::findByIndex(GLuint index)
+{
+    // Если нет источников - возвращаем нулевой
+    if (!count)
+        return lights[0];
+
+    // Цикл по перебору источников
+    for (int i = 0; i < MAX_LIGHTS; i++)
+        if (lights[i].index == index)
+            return lights[i];
+
+    throw std::runtime_error("Запрашиваемый источник освещения не найден, либо достигнут лимит");
+}
+
+// Конструктор без параметров
+Light::Light() : Node(), index(-1), uploadReq(false), color(1.0f), radius(10.0f)
+{
+    
+}
+
+// Оператор  присваивания
+Light& Light::operator=(const Light& other)
+{
+    // Проверка на самоприсваивание
+    if (this != &other) 
+    {
+        index = other.index; // Переносим индекс
+        uploadReq = other.uploadReq; // Необходимость загрузки 
+        color = other.color;
+        radius = other.radius;
+
+        Node::operator=(other);
+    }
+    return *this;
+}
+
+Light::~Light()
+{
+
+}
+
+// Рисование отладочных лампочек
+void Light::render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer)
+{
+    // Загрузка модели лампочки при первом вызове функции
+    static Scene bulb = loadOBJtoScene("../resources/models/bulb.obj", "../resources/models/", "../resources/textures/");
+    static Model sphere = genShpere(1, 16, &bulb.root);
+
+    // Цикл по источникам света
+    for (int i = 0; i < count; i++)
+    {
+        // Сдвиг на позицию источника
+        bulb.root.e_position() = data[i].position;
+        sphere.e_scale() = glm::vec3(data[i].attenuation.r); // Масштабирование сферы
+        // Задание цвета
+        bulb.models.begin()->material.ka = sphere.material.ka = data[i].color;
+
+        // Вызов отрисовки
+        bulb.render(shaderProgram, material_buffer);    
+
+        // Рисование сферы покрытия источника в режиме линий
+        glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
+        sphere.render(shaderProgram, material_buffer);
+        glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
+    }
+}
+
+// Константный доступ к радиусу
+const float& Light::c_radius() const
+{
+    return radius;
+}
+
+// Неконстантная ссылка для изменений радиуса
+float& Light::e_radius()
+{
+    uploadReq = true;
+
+    return radius;
 }

src/Model.cpp

@@ -402,3 +402,77 @@ void Model::set_texture(Texture& texture)
             break;
     };
 }
+
+// Генерирует сферу заданного радиуса с определенным количеством сегментов
+Model genShpere(float radius, int sectorsCount, Node* parent)
+{
+    Model result(parent);
+
+    std::vector<glm::vec3> vertices;
+    std::vector<glm::vec3> normals;
+    std::vector<GLuint> indices;
+
+    float x, y, z, xy; // Позиция вершины
+    float nx, ny, nz, lengthInv = 1.0f / radius; // Нормаль вершины
+    float PI = 3.14159265;
+    float sectorStep = PI / sectorsCount; // Шаг сектора
+    float longAngle, latAngle; // Углы
+
+    for(int i = 0; i <= sectorsCount; ++i)
+    {
+        latAngle = PI / 2 - i * sectorStep; // Начиная с pi/2 до -pi/2
+        xy = radius * cos(latAngle); // r * cos(lat)
+        z = radius * sin(latAngle); // r * sin(lat)
+
+        // добавляем (sectorCount+1) вершин на сегмент
+        // Последняя и первая вершины имеют одинаковые нормали и координаты
+        for(int j = 0; j <= sectorsCount; ++j)
+        {
+            longAngle = j * 2 * sectorStep; // Начиная с 0 до 2*pi
+
+            // Положение вершины (x, y, z)
+            x = xy * cos(longAngle); // r * cos(lat) * cos(long)
+            y = xy * sin(longAngle); // r * cos(lat) * sin(long)
+            vertices.push_back({x, y, z});
+
+            // Нормали (nx, ny, nz)
+            nx = x * lengthInv;
+            ny = y * lengthInv;
+            nz = z * lengthInv;
+            normals.push_back({nx, ny, nz});
+        }
+    }
+    int k1, k2;
+    for(int i = 0; i < sectorsCount; ++i)
+    {
+        k1 = i * (sectorsCount + 1); // начало текущего сегмента
+        k2 = k1 + sectorsCount + 1; // начало следующего сегмента
+
+        for(int j = 0; j < sectorsCount; ++j, ++k1, ++k2)
+        {
+            // 2 треугольника на один сегмент
+            // k1, k2, k1+1
+            if(i != 0)
+            {
+                indices.push_back(k1);
+                indices.push_back(k2);
+                indices.push_back(k1 + 1);
+            }
+
+            // k1+1, k2, k2+1
+            if(i != (sectorsCount-1))
+            {
+                indices.push_back(k1 + 1);
+                indices.push_back(k2);
+                indices.push_back(k2 + 1);
+            }
+
+        }
+    }
+    // Загрузка в модель
+    result.load_verteces(&vertices[0], vertices.size());
+    result.load_normals(&normals[0], normals.size());
+    result.load_indices(&indices[0], indices.size());
+
+    return result;
+}

src/Texture.cpp

@@ -115,6 +115,13 @@ Texture::~Texture()
     }
 }
 
+// Пересоздает текстуру для имеющегося дескриптора
+void Texture::reallocate(GLuint width, GLuint height, GLuint texType, GLint internalformat, GLint format, GLenum dataType)
+{
+    use();
+    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, internalformat, width, height, 0, format, dataType, NULL);
+}
+
 // Привязка текстуры
 void Texture::use()
 {

src/main.cpp

@@ -9,14 +9,42 @@
 #include "Shader.h"
 #include "Lights.h"
 
-#define WINDOW_WIDTH 800
-#define WINDOW_HEIGHT 600
 #define WINDOW_CAPTION "OPENGL notes on rekovalev.site"
 
+// Указатели на текстуры для изменения размеров окна
+Texture* pgPosition = NULL;
+Texture* pgNormal = NULL;
+Texture* pgDiffuseP = NULL;
+Texture* pgAmbientSpecular = NULL;
+RBO*     pgrbo = NULL;
+// Размеры окна
+int WINDOW_WIDTH = 800;
+int WINDOW_HEIGHT = 600;
+
 // 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);
+    
+    // Изменение размеров текстур для G-буфера
+    if (pgPosition)
+        pgPosition->reallocate(width, height, 0, GL_RGB32F, GL_RGB);
+    if (pgNormal)
+        pgNormal->reallocate(width, height, 1, GL_RGB16F, GL_RGB); 
+    if (pgDiffuseP)
+        pgDiffuseP->reallocate(width, height, 2, GL_RGBA16F); 
+    if (pgAmbientSpecular)
+        pgAmbientSpecular->reallocate(width, height, 3); 
+    // И буфера глубины
+    if (pgrbo)
+        pgrbo->reallocate(width, height);
+
+    // Запомним новые размеры окна
+    WINDOW_WIDTH = width;
+    WINDOW_HEIGHT = height;
+
+    // Изменим параметры перспективной матрицы проекции для камеры
+    Camera::current().setPerspective(CAMERA_FOVy, (float)width/height);
 }
  
 bool firstMouse = true;
@@ -94,7 +122,6 @@ int main(void)
     const char* textures_base_shader_names[] = {"tex_diffuse", "tex_ambient", "tex_specular"};
     gShader.bindTextures(textures_base_shader_names, sizeof(textures_base_shader_names)/sizeof(const char*));
 
-
     // Загрузка сцены из obj файла
     Scene scene = loadOBJtoScene("../resources/models/blob.obj", "../resources/models/", "../resources/textures/"); 
     scene.root.e_scale() = glm::vec3(0.01);
@@ -106,14 +133,12 @@ int main(void)
     glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
     // Источники света
-    // Первый способ измений
+    Light& first = Light::getNew();
-    Light::data[0] = { {0.3f, 0.1f, 0.5f} // позиция
+    first.e_color() = {1.0f, 0.0f, 0.0f}; // цвет
-                      , {1.0f, 0.0f, 0.0f} // цвет
+    first.e_position() = {0.3f, 0.1f, 0.5f}; // Позиция
-                      };
+    Light& second = Light::getNew();
-    Light::count++;
+    second.e_color() = {0.0f, 0.0f, 1.0f}; // цвет
-    // Второй способ
+    second.e_position() = {-0.3f, -0.1f, 0.5f}; // Позиция
-    Light::data[Light::count].position = {-0.3f, -0.1f,  0.5f}; // позиция
-    Light::data[Light::count++].color =  { 0.0f,  0.0f,  1.0f}; // цвет
 
     // Uniform-буферы
     UBO cameraUB(sizeof(CameraData), 0);
@@ -126,7 +151,7 @@ int main(void)
     GLuint attachments[] = { GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_COLOR_ATTACHMENT1, GL_COLOR_ATTACHMENT2, GL_COLOR_ATTACHMENT3 };
     FBO gbuffer(attachments, sizeof(attachments) / sizeof(GLuint));
     // Создадим текстуры для буфера кадра
-    Texture gPosition(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GL_COLOR_ATTACHMENT0, 0, GL_RGB16F, GL_RGB); // Позиция вершины
+    Texture gPosition(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GL_COLOR_ATTACHMENT0, 0, GL_RGB32F, GL_RGB); // Позиция вершины
     Texture gNormal(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GL_COLOR_ATTACHMENT1, 1, GL_RGB16F, GL_RGB); // Нормали
     Texture gDiffuseP(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GL_COLOR_ATTACHMENT2, 2, GL_RGBA16F); // Диффузная составляющая и коэф. глянцевости
     Texture gAmbientSpecular(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GL_COLOR_ATTACHMENT3, 3); // Фоновая составляющая и один канал зеркальной
@@ -136,6 +161,13 @@ int main(void)
     // Активируем базовый буфер кадра
     FBO::useDefault();
 
+    // Сохраним указатели на текстуры для изменения размеров окна
+    pgPosition = &gPosition;
+    pgNormal = &gNormal;
+    pgDiffuseP = &gDiffuseP;
+    pgAmbientSpecular = &gAmbientSpecular;
+    pgrbo = &grbo;
+
     // Шейдер для расчета освещенности
     ShaderProgram lightShader;
     // Загрузка и компиляция шейдеров
@@ -157,6 +189,13 @@ int main(void)
     quadModel.load_verteces(quadVertices, 4);
     quadModel.load_indices(quadIndices, 6);
 
+    // Шейдер для рисования отладочных лампочек
+    ShaderProgram bulbShader;
+    // Загрузка и компиляция шейдеров
+    bulbShader.load(GL_VERTEX_SHADER, "shaders/bulb.vert");
+    bulbShader.load(GL_FRAGMENT_SHADER, "shaders/bulb.frag");
+    bulbShader.link();
+    
     // Пока не произойдет событие запроса закрытия окна
     while(!glfwWindowShouldClose(window))
     {
@@ -189,6 +228,17 @@ int main(void)
         // Рендерим прямоугольник с расчетом освещения
         quadModel.render();
 
+        // Перенос буфера глубины
+        FBO::useDefault(GL_DRAW_FRAMEBUFFER); // Базовый в режиме записи
+        gbuffer.use(GL_READ_FRAMEBUFFER); // Буфер геометрии в режиме чтения
+        // Копирование значений глубины 
+        glBlitFramebuffer(0, 0, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, 0, 0, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GL_DEPTH_BUFFER_BIT, GL_NEAREST);
+        FBO::useDefault(); // Использование базового буфера для дальнейших работ
+
+        // Отрисовка отладочных лампочек со специальным шейдером
+        bulbShader.use();
+        Light::render(bulbShader, material_data);
+
         // Представление содержимого буфера цепочки показа на окно
         glfwSwapBuffers(window);
         // Обработка системных событий