我们使用15节学到的知识来绘制14节的立方体。
在第14节我们使用了两次glDrawElements实现了OpenGL实例化&＃xff0c;发现这样仍然不太方便&＃xff0c;如果需要绘制成千上万的立方体&＃xff0c;就需要手写成千上万次的glDrawElements().
而15节我们知道了glDrawElementsInstanced函数可以支持批量绘制。
我们需要绘制的多个立方体唯一不同的只是转换矩阵&＃xff0c;为了达到这个目的&＃xff0c;我们只需要定义一组不同的变换矩阵&＃xff0c;采用glDrawElementsInstanced即可达到目的。
构建矩阵的更简便写法在进行之前&＃xff0c;先介绍一个创建平移和旋转矩阵的更简单的写法&＃xff1a;
我们此前构建平移和旋转矩阵都是使用如下的语法&＃xff1a;
glm::translate(glm::mat4(), glm::vec3(0.0f,0.0f,3.0f)); //平移矩阵glm::rotate(glm::mat4(), 125.0f, glm::vec3(1.0f, 0.0f,0.0f)); //旋转矩阵
发现第一个参数都需要一个矩阵&＃xff0c;这个写法不利于我们本节的实践。
有一个简化的方法&＃xff1a;
引入头文件
然后上述两个矩阵的构建都可以省略掉第一个参数。
glm::translate(glm::vec3(0.0f,0.0f,3.0f)); //平移矩阵
glm::rotate(125.0f, glm::vec3(1.0f, 0.0f,0.0f)); //旋转矩阵
准备数据
先从修改sendDataToOpenGL()函数开始修改&＃xff1a;
1 void MyGlWindow::sendDataToOpenGL()
2 {
3
4 ShapeData shape &＃61; ShapeGenerator::makeCube();
5
6 GLuint vertexBufferID;
7 glGenBuffers(1, &vertexBufferID);
8 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferID);
9 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, shape.vertexBufferSize(), shape.vertices, GL_STATIC_DRAW);
10
11 glEnableVertexAttribArray(0);
12 glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 6, 0);
13
14
15 GLuint indexBufferID;
16 glGenBuffers(1, &indexBufferID);
17 glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBufferID);
18 glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, shape.indexBufferSize(), shape.indices, GL_STATIC_DRAW);
19
20 glEnableVertexAttribArray(1);
21 glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * 6, (char*)(sizeof(GLfloat) * 3));
22
23 numIndices &＃61; shape.numIndices;
24 shape.cleanUp();
25
26 //instancing
27 glm::mat4 projectionMatrix &＃61; glm::perspective(30.0f, ((float)width()) / height(), 0.1f, 10.0f);
28
29 glm::mat4 fullTransforms[] &＃61;
30 {
31 projectionMatrix * glm::translate(glm::vec3(0.0f, 0.0f, -3.0f)) * glm::rotate(54.0f,glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f)),
32 projectionMatrix * glm::translate(glm::vec3(2.0f, 0.0f, -4.0f)) * glm::rotate(126.0f, glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f))
33 };
34
35 GLuint transformMatrixBufferID;
36 glGenBuffers(1, &transformMatrixBufferID);
37 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, transformMatrixBufferID);
38 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(fullTransforms), fullTransforms, GL_STATIC_DRAW);
39 glVertexAttribPointer(2, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(glm::mat4), (void*)(sizeof(float) * 0));
40 glVertexAttribPointer(3, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(glm::mat4), (void*)(sizeof(float) * 4));
41 glVertexAttribPointer(4, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(glm::mat4), (void*)(sizeof(float) * 8));
42 glVertexAttribPointer(5, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(glm::mat4), (void*)(sizeof(float) * 12));
43 glEnableVertexAttribArray(2);
44 glEnableVertexAttribArray(3);
45 glEnableVertexAttribArray(4);
46 glEnableVertexAttribArray(5);
47 glVertexAttribDivisor(2, 1);
48 glVertexAttribDivisor(3, 1);
49 glVertexAttribDivisor(4, 1);
50 glVertexAttribDivisor(5, 1);
51 }
从27行起是新增内容&＃xff0c;27行定义了一个projectionMatrix。
29-33行定义了一个“变换矩阵数组”&＃xff0c;包含两个元素。它们的形式都是 projectionMatrix * translationMatrix * rotationMatrix。注意这里的tranlationMatrix和rotationMatrix都使用了前面介绍的简化方法去定义。
37行再次绑定transformMatrixBuffer到GL_ARRAY_BUFFER上&＃xff0c;可能会有疑问&＃xff1a;之前给GL_ARRAY_BUFFER绑定了Vertex Buffer&＃xff08;8行&＃xff09;&＃xff0c;这里又绑定其他的东西&＃xff0c;会把之前绑定的数据破坏掉吗&＃xff1f;
答案是不会&＃xff0c;只要在这之前使用了glAttribPointer函数&＃xff08;12行&＃xff09;&＃xff0c;之前绑定的数据就是安全的。
39-50行和上节学习的内容是相似的&＃xff0c;但是这里用到了4组命令&＃xff0c;原因是一个mat4要被当做四个float对待。
还要修改paintGL()&＃xff1a;
1 void MyGlWindow::paintGL()
2 {
3 glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_COLOR_BUFFER_BIT);
4 glViewport(0, 0, width(), height());
5 glDrawElementsInstanced(GL_TRIANGLES, numIndices, GL_UNSIGNED_SHORT, 0, 2);
6 }
我们看到14节中paintGL()中的很多代码都不见了&＃xff0c;原因是这些工作都在sendDataToOpenGL()中准备了。这里只需要使用一个glDrawElementsInstanced函数去进行批量绘制即可。
再看修改后的VertexShader:
1 #version 430
2
3 in layout(location&＃61;0) vec3 position;
4 in layout(location&＃61;1) vec3 color;
5 in layout(location&＃61;2) mat4 fullTransformMatrix;
6
7 out vec3 passingColor;
8
9 void main()
10 {
11 gl_Position &＃61; fullTransformMatrix * vec4(position,1);
12 passingColor&＃61; color;
13 }
第五行虽然只有一个location&＃61;2&＃xff0c;但是对应的sendDataToOpenGL()中却有2,3,4,5 四个通道&＃xff0c;原因是我们也要把这里的mat4当做四个float对待&＃xff0c;可以想象成这样的情景&＃xff1a;
1 in layout(location&＃61;2) vec4 fullTransformMatrix_part1;
2 in layout(location&＃61;3) vec4 fullTransformMatrix_part2;
3 in layout(location&＃61;4) vec4 fullTransformMatrix_part3;
4 in layout(location&＃61;5) vec4 fullTransformMatrix_part4;
编译运行后得到的结果和第14节是一样的。
这样做的好处是扩展起来非常容易&＃xff0c;例如我们需要再多绘制几个立方体&＃xff0c;只需要向sendDataToOpenGL&＃xff08;&＃xff09;函数中的fullTransforms数组中增加元素&＃xff0c;并修改paintLG()函数中第5行的最后一个参数即可。
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