19/include/Model.h

#ifndef MODEL_H
#define MODEL_H

#include "Buffers.h"
#include "Texture.h"
#include "Shader.h"

#include <GLM/glm.hpp>
#include <GLM/gtc/quaternion.hpp>
#include <GLM/gtc/matrix_transform.hpp>

#include <vector>

class Model genShpere(float radius, int sectorsCount, class Node* parent = NULL); // Генерирует сферу заданного радиуса с определенным количеством сегментов

void calc_tb(const GLuint* indices, const int indices_count, const glm::vec3* verteces, const glm::vec2* texCords, glm::vec3* tangent, glm::vec3* bitangent); // Расчет касательных и бикасательных векторов

// 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
};

// Материал модели
struct Material
{
    alignas(16) glm::vec3 base_color; // Базовый цвет материала
    float roughness; // Шероховатость поверхности
    float metallic; // Металличность поверхности
    float specular; // Интенсивность блика диэлектриков
    alignas(16) glm::vec3 emitted; // Излучаемый поверхностью свет
    int normalmapped; // Использование карт нормалей
    int parallaxmapped; // Использование параллакса
    int displacementmapped; // Использование карт высот для сдвига вершин
    // Значения по умолчанию
    Material() : base_color(0.8f), roughness(0.5f), metallic(0.0f), specular(0.5f), emitted(0.0f), normalmapped(false), parallaxmapped(false), displacementmapped(false) { };
};

// Идентификатор модели
struct ID
{
    GLuint64 value = 0; // Идентификатор
    GLuint etc = 0; // Дополнительная информация
};

// Класс модели
class Model : public Node
{
    public:
        Model(Node *parent = NULL); // Конструктор по умолчанию
        Model(const Model& copy); // Конструктор копирования
        Model& operator=(const Model& other); // Оператор присваивания
        virtual ~Model();

        void render(); // Вызов отрисовки без uniform-данных
        void render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer); // 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 load_texCoords(glm::vec2* texCoords, GLuint count); // Загрузка текстурных координат в буфер
        void load_normals(glm::vec3* normals, GLuint count); // Загрузка нормалей в буфер
        void load_tangent(glm::vec3* tangent, GLuint count); // Загрузка касательных векторов в буфер
        void load_bitangent(glm::vec3* bitangent, GLuint count); // Загрузка бикасательных векторов в буфер
        void set_index_range(size_t first_byteOffset, size_t count); // Ограничение диапазона из буфера индексов
        void set_texture(Texture& texture); // Привязка текстуры к модели
        
        Material material; // Материал модели

        ID id; // ID модели
    private:
        VAO vao;
        BO vertex_vbo, index_vbo; // вершинный и индексный буферы
        BO normals_vbo, texCoords_vbo; // буферы с нормалями и текстурными координатами
        BO tangent_vbo, bitangent_vbo; // буферы с касательными и бикасательными векторами
        GLuint verteces_count; // Количество вершин
        size_t first_index_byteOffset, indices_count; // Сдвиг в байтах для первого и количество индексов
        Texture texture_albedo; // Текстура альбедо (цвет поверхности)
        Texture texture_roughness; // Текстура шероховатостей
        Texture texture_metallic; // Текстура металличности
        Texture texture_specular; // Текстура интенсивности блика диэлектриков
        Texture texture_emitted; // Текстура излучаемого света
        Texture texture_heights; // Текстура высот
        Texture texture_normals; // Текстура нормалей
};

#endif // MODEL_H