10/src/main.cpp

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <GLM/glm.hpp>

#include <iostream>

#include "Scene.h"
#include "Shader.h"
#include "Lights.h"

#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;
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);

    // Шейдер для G-буфера
    ShaderProgram gShader;
    // Загрузка и компиляция шейдеров
    gShader.load(GL_VERTEX_SHADER, "shaders/gshader.vert");
    gShader.load(GL_FRAGMENT_SHADER, "shaders/gshader.frag");
    gShader.link();
    // Установим значения текстур
    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);
    scene.root.e_position().z = 1;
    scene.models.begin()->material.kd = {0.5,0.5,0.5};
    scene.models.begin()->material.ka = {0.2,0.2,0.2};
    
    // Установка цвета очистки буфера цвета
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

    // Источники света
    Light& first = Light::getNew();
    first.e_color() = {1.0f, 0.0f, 0.0f}; // цвет
    first.e_position() = {0.3f, 0.1f, 0.5f}; // Позиция
    first.e_angle() = 70.0f;
    Light& second = Light::getNew();
    second.e_color() = {0.0f, 0.0f, 1.0f}; // цвет
    second.e_position() = {-0.3f, -0.1f, 0.5f}; // Позиция

    // Uniform-буферы
    UBO cameraUB(sizeof(CameraData), 0);
    UBO material_data(sizeof(Material), 1);
    UBO light_data(Light::getUBOsize(), 2);
    UBO sun_data(sizeof(Sun), 3);

    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR); // Использование уменьшенных версий mipmap  

    // Создадим G-буфер с данными о используемых привязках
    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_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
    // Создадим буфер рендера под буфер глубины и привяжем его
    RBO grbo(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);
    gbuffer.assignRenderBuffer(grbo.getHandler());
    // 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
    lightShader.load(GL_VERTEX_SHADER, "shaders/quad.vert");
    lightShader.load(GL_FRAGMENT_SHADER, "shaders/lighting.frag");
    lightShader.link();
    const char* gtextures_shader_names[]  = {"gPosition", "gNormal", "gDiffuseP", "gAmbientSpecular"};
    lightShader.bindTextures(gtextures_shader_names, sizeof(gtextures_shader_names)/sizeof(const char*));

    glm::vec3 quadVertices[] = { {-1.0f,  1.0f, 0.0f}
                               , {-1.0f, -1.0f, 0.0f}
                               , { 1.0f,  1.0f, 0.0f}
                               , { 1.0f, -1.0f, 0.0f}
                               };

    GLuint quadIndices[] = {0,1,2,2,1,3};

    Model quadModel;
    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))
    {
        // Загрузка данных о камере
        cameraUB.loadSub(&Camera::current().getData(), sizeof(CameraData));
        // Загрузим информацию об источниках света
        Light::upload(light_data);
        // Загружаем информацию о направленном источнике
        Sun::upload(sun_data);

        // Активируем G-кадра
        gbuffer.use();
        // Используем шейдер с освещением
        gShader.use();
        // Очистка буфера цвета и глубины
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

        // Тут производится рендер
        scene.render(gShader, material_data);

        // Активируем базовый буфер кадра
        FBO::useDefault();
        // Подключаем шейдер для прямоугольника
        lightShader.use();
        // Очистка буфера цвета и глубины
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        // Подключаем текстуры G-буфера
        gPosition.use();
        gNormal.use();
        gDiffuseP.use();
        gAmbientSpecular.use();
        // 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
        glfwPollEvents();
    }
    
    return 0;
}