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深度测试 深度测试用于解决像素的遮挡问题,即:哪个像素应该被显示在屏vanishing.cc20040422 幕上. 深度测试原理如下: 用一张纹理来存储信息 将每个片段与深度缓冲中的值信息进行深度测试,如果测试通过,则更新深度缓冲中的值信息,否则丢弃该片段. 启用深度测试 在OpenGL中,使用以下代码来启用深度测试: glEnable(GL_DEPTH_TEST); 为了防止渲染帧使用上一帧的深度缓冲,你应该在每个渲染迭代之前清除深度缓冲: glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); 禁用写入深度缓冲 有时你可能需要禁止写入深度缓冲,例如,当你只需要渲染一个透明物体时,你可能不希望它影响深度测试. 在OpenGL中,使用以下代码来禁止写入深度缓冲: glDepthMask(GL_FALSE); 深度测试函数 深度测试函数用于控制OpenGL如何判断是否通过深度测试. 有以下几种深度测试函数: GL_ALWAYS: 总是通过测试 GL_NEVER: 总是丢弃片段 GL_LESS: 如果片段的深度值小于深度缓冲中 ...

光照 在上一节我们实现了材质. 材质用于表征一个表面的各种属性. 但是相同的材质在不同光照的情况下显现出的结果不同.例如:一件白衣服在不同灯光下显现的颜色不同. 所以最终像素点上的颜色应该由光照和材质共同决定. 光照模型有很多种,常见的有Phong光照模型,Blinn-Phong光照模型. 我们在这一节实现一个Blinn-Phong光照模型. Light类 首先我们定义一个Light类,用于描述光源. class Light{public: glm::vec3 position; glm::vec3 color; float radiant;public: Light(){ position = glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f); color = glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f); radiant = 10.0f; } Light(glm::vec3 pos, glm::vec3 col, float rad) { ...

Assimp库 3d资产的格式种类非常之多,文件的细节与标准也千差万别,我们需要一个专门的库来为我们处理这些资产文件.Assimp库就是这样一个库,它可以读取各种3d资产文件,以便我们加载3d模型. 你可以点击这里访问Assimp库的GitHub页面,下载最新版本的Assimp库. 由于Assimp库实际上较为庞大,考虑到编译Assimp库需要的时间较长,我们选用Assimp库的预编译版本.你可以点击这里下载 我们将库安装在我们的3rd目录下.然后更改我们的CMakeLists.txt文件,添加以下内容: include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/3rd/assimp/include)link_libraries(${CMAKE_SOURCE_DIR}/3rd/assimp/lib/x64) 别忘了在Source中的CMakeLists.txt中链接Assimp库: target_link_libraries(BickRenderer ${CMAKE_SOURCE_DIR}/3rd/as ...

概述 本节核心就是一张图: 局部空间(Local Space) 局部空间是物体所在的空间,比如在DCC软件中创建的模型所在的空间. 世界空间(World Space) 世界空间是全局坐标系,为世界中的所有物体提供一个坐标系. 观察空间(View Space) 观察空间是摄像机所在的空间,它是相机的视角,是摄像机看到的世界的局部空间. 裁剪空间(Clip Space) 在我们的着色器中,我们希望坐标都能落在一个特定的范围,否则在着色器运算中会增加很多复杂的步骤,因此需要对观察空间进行裁剪变换到NDC空间. 应用 glm库已经为我们实现好了计算这些变换矩阵的方法: glm::mat4 model = glm::mat4(1.0f); // 模型矩阵glm::mat4 view = glm::mat4(1.0f); // 观察矩阵glm::mat4 projection = glm::mat4(1.0f); // 投影矩阵model = glm::translate(model, glm::vec3(0.0f, 0.0f, -3.0f)); // 平移view = glm:: ...

向量 向量相乘 点乘: 叉乘: 注意,叉乘的方向取决于坐标系是左手系还是右手系. 常见软件使用坐标系如下: OpenGL : 右手系 DirectX: 左手系 Unreal : 左手系 Unity : 左手系 glm : 右手系 矩阵 矩阵乘法 值得注意的是,在矩阵乘法中,乘法交换律是不满足的. 又由于各种平台对一维向量的表示不同(行向量还是列向量),所以在矩阵乘法中顺序尤为重要. 比如MVP矩阵,在OpenGL中使用的是列向量,所以MVP矩阵的乘法顺序是P * V * M * v. 而在DirectX中使用的是行向量,所以MVP矩阵的乘法顺序是v * M * v * P . 以下是常见软件向量表示方法: OpenGL : 列向量 Unity : 列向量 DirectX: 行向量 glm : 列向量 矩阵与向量相乘 我们的模型顶点一般是一个三维向量,我们可以利用举证对这个向量进行变换,比如平移,旋转,缩放等操作. 缩放矩阵 注意,第四个缩放向量仍然是1,因为在3D空间中缩放w分量是无意义的.w分量另有其他用途,在后 ...

本节目录 纹理基础 纹理技术 应用纹理 纹理类 纹理基础 图片实际上就是一张纹理,为了表现丰富的计算机世界,纹理是必不可少的. 首先需要解决的是如何将一张图片映射到我们的计算机世界中.我们使用x和y轴的两个0-1的数来表示纹理的坐标,即uv坐标 对于我们的三角形,我们可以为每个顶点指定uv坐标,这样就可以和纹理对应起来了. 纹理技术 Wrapping 当纹理z轴坐标超过1时,我们需要对纹理坐标进行wrap,也就是如何处理uv大于1的情况. OpenGL提供了四种选择: GL_REPEAT: 重复纹理 GL_MIRRORED_REPEAT: 镜像重复纹理 GL_CLAMP_TO_EDGE: 贴边纹理 GL_CLAMP_TO_BORDER: 边缘纹理 效果如下: MipMap 想象一下,当镜头拉远,一个很远的物体只占屏幕的4个像素时,如果还让其在一张512x512的纹理上采样,想想都不太高效. 所以可以生成各种分辨率的纹理,然后根据距离摄像机的远近选择合适的纹理. 这种方法带来的开销也非常小. 纹理过滤 纹理是有分辨率的,但uv坐标"没有".这就 ...

本节内容 Shader基础 Shader类 什么是Shader Shader是运行在GPU上的程序.编写Shader程序使用的是Shading Language.主流的Shading Language有GLSL,HLSL,CG等.其中OpenGL使用的是GLSL. Shader基本结构 一个典型的shader有以下结构 #version version_numberin type in_variable_name;in type in_variable_name;out type out_variable_name;uniform type uniform_name;void main(){ // 处理输入并进行一些图形操作 ... // 输出处理过的结果到输出变量 out_variable_name = weird_stuff_we_processed;} Shader类 对于创建和使用一个shader程序,我们有以下几个固定的步骤. unsigned int vertexShader, fragmentShader;const char *v ...

本节内容 第一个三角形 Hello Triangle 在本章之前首先需要明确以下几个名词 VAO(Vertex Array Object): 顶点数组对象，用于存储顶点数据 VBO(Vertex Buffer Object): 顶点缓冲对象，用于存储顶点数据 EBO(Element Buffer Object): 元素缓冲对象，用于存储索引数据 IBO(Index Buffer Object): 索引缓冲对象，用于存储索引数据 OpenGL 渲染管线 顶点着色器: 将顶点转换到NDC(Normalized Device Coordinates) 几何着色器: 处理顶点的几何变换 图元装配: 将顶点组成图元 光栅化: 将图元转换为像素 片段着色器: 计算每个像素的颜色 测试混合: 融合颜色 输入顶点数据 由于我们想要渲染一个三角形,所以首先需要指定三个顶点. float vertices[] = { -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.0f}; 这里将 ...

本节内容 OpenGl简要介绍 创建第一个窗口 OpenGl简要介绍 什么是OpenGl OpenGl是一个规范,虽然一般被认为是一个API,但其本身并不负责实现. OpenGl严格规定每个函数如何执行以及输出值,内部具体实现则由OpenGl库开发者完成.而其开发者一般为显卡厂商. 核心模式 && 立即渲染模式 立即渲染模式被时代抛弃 核心模式更自由,是主流 扩展(Extension) 为了开发者不必等待新的规范发布,通过检查显卡是否支持某些功能,来实现更好的优化和别的特性 状态机 OpenGL本身是一个大状态机,根据自身的状态来执行操作 对象 对象是一个结构体 Hello World,创建第一个窗口 首先需要: 创建OpenGl上下文 创建窗口 由于这两个步骤在不同平台上都不一样,并且OpenGL有意将其抽象出去,所以需要我们自己进行处理.当然,这一步已经有许多成熟的开源库为我们处理好了. GLFW GLFW是一个c语言库,它可以创建OpenGL上下文,定义窗口,处理输入 GLAD 由于OpenGL只是一个规范,具体实现需要驱动开发者根据显 ...