OpenGL学习笔记(十九)—— Mesh

网格

网格(Mesh):代表的是单个的可绘制实体。

自定义数据结构

网格(Mesh)最少需要的数据有:

  • 一系列的顶点(每个顶点包含):
    • 一个位置向量
    • 一个法向量
    • 一个纹理坐标向量
  • 用于索引绘制的索引
  • 纹理形式的材质数据(漫反射/镜面光贴图)

Mesh.hpp

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#include <glad/glad.h>
#include <glm/glm.hpp>
#include <iostream>
#include <vector>
#include "Shader.hpp"
/*
C++结构体有个特性,它们的内存布局是连续的(Sequential)
*/
// 顶点结信息 结构体
typedef struct __vertex {
glm::vec3 Position; // 位置向量
glm::vec3 Normal; // 法向量
glm::vec2 TexCoords; // 纹理坐标向量
glm::vec3 Tangent; // 切线向量
glm::vec3 Bitangent; // 副切线向量
}VertexInfo;
// 纹理信息 结构体
typedef struct __texture {
GLuint tId; // 纹理 ID
std::string type; // 纹理类型(漫反射贴图:texture_diffuse、镜面光贴图:texture_specular)
std::string path; // 纹理图片路径(用于与其它纹理进行比较)
}TextureInfo;
class Mesh
{
private:
// 渲染数据
GLuint m_VAO;
GLuint m_VBO;
GLuint m_EBO;
// 网格数据
std::vector<VertexInfo> m_vertices; // 顶点
std::vector<GLuint> m_indices; // 索引
std::vector<TextureInfo> m_textures; // 纹理
/**
设置网格数据
*/
void setupMesh();
public:
Mesh(std::vector<VertexInfo> vertices, std::vector<GLuint> indices, std::vector<TextureInfo> textures);
~Mesh();
/**
绘制网格
@param shader 着色器
*/
void draw(Shader shader);
};

Mesh.cpp

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#pragma mark - Public
#pragma mark -- 构造函数
Mesh::Mesh(std::vector<VertexInfo> vertices, std::vector<GLuint> indices, std::vector<TextureInfo> textures)
{
m_vertices = vertices;
m_indices = indices;
m_textures = textures;
setupMesh();
}
#pragma mark -- 析构函数
Mesh::~Mesh()
{
}
#pragma mark -- 绘制网格
/*
设定一个命名标准:
每个漫反射纹理被命名为:texture_diffuseN,
每个镜面光纹理应该被命名为:texture_specularN,
其中 N 的范围是 1 到纹理采样器最大允许的数字。
*/
void Mesh::draw(Shader shader)
{
GLuint diffuseNr = 1;
GLuint specularNr = 1;
GLuint normalNr = 1;
GLuint heightNr = 1;
for (GLuint i = 0; i < m_textures.size(); i++)
{
// 在绑定之前先激活响应的纹理单元
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + i);
// 获取纹理序号(texture_diffuseN 中的 N)
std::string number;
std::string name = m_textures[i].type;
// 转换:数字 ——> 字符
if ("texture_diffuse" == name) // 漫反射纹理
{
number = std::to_string(diffuseNr++);
}
else if ("texture_specular" == name) // 镜面光纹理
{
number = std::to_string(specularNr++);
}
else if ("texture_normal" == name) // 法线纹理
{
number = std::to_string(normalNr++);
}
else if ("texture_height" == name) // 高度纹理
{
number = std::to_string(heightNr++);
}
// 设置纹理单元序号
shader.setUniformInt((name + number).c_str(), i);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_textures[i].tId);
}
// 绘制网格
glBindVertexArray(m_VAO);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, (GLsizei)m_indices.size(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
glBindVertexArray(0);
// 设置回默认值
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
}
#pragma mark - Private
#pragma mark -- 设置网格数据
void Mesh::setupMesh()
{
glGenVertexArrays(1, &m_VAO);
glGenBuffers(1, &m_VBO);
glGenBuffers(1, &m_EBO);
glBindVertexArray(m_VAO);
// 顶点数据
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, m_vertices.size() * sizeof(VertexInfo), &m_vertices[0], GL_STATIC_DRAW);
// 索引数据
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, m_EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, m_indices.size() * sizeof(GLuint), &m_indices[0], GL_STATIC_DRAW);
/*
结构体预处理指令 offsetof(s, m),第一个参数是一个结构体,第二个参数是这个结构体中变量的名字。
这个宏会返回那个变量距结构体头部的字节偏移量(Byte Offset)。
*/
// 顶点位置属性
glEnableVertexAttribArray(0);
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexInfo), (void*)offsetof(VertexInfo, Position));
// 顶点法线属性
glEnableVertexAttribArray(1);
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexInfo), (void *)offsetof(VertexInfo, Normal));
// 纹理坐标
glEnableVertexAttribArray(2);
glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexInfo), (void*)offsetof(VertexInfo, TexCoords));
// 纹理切线
glEnableVertexAttribArray(3);
glVertexAttribPointer(3, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexInfo), (void*)offsetof(VertexInfo, Tangent));
// 纹理双切线
glEnableVertexAttribArray(4);
glVertexAttribPointer(4, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexInfo), (void*)offsetof(VertexInfo, Bitangent));
// 解绑 VOA
glBindVertexArray(0);
}

参考

教程来源:https://learnopengl.com/

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