图形学笔记 -- OpenGL 图形学 / 模型加载

Posted on December 11, 2020 (珠海)
图形学 OpenGL

不同 3D 引擎实现千差万别，但模型都是由非常多的三角形拼接组成。解析模型数据，然后得到所有三角形并完成绘制。

OpenGL 模型加载。解析模型文件，得到一堆三角形数据，把这些三角形绘制出来，就是这个样子了。

Assimp

一个非常流行的模型导入库是 Assimp，它是 Open Asset Import Library（开放的资产导入库）的缩写。 Assimp 能够导入很多种不同的模型文件格式（并也能够导出部分的格式），它会将所有的模型数据加载至 Assimp 的通用数据结构中。

一个 Mesh 对象本身包含了渲染所需要的所有相关数据，像是顶点位置、法向量、纹理坐标、面 (Face) 和物体的材质。

一个网格包含了多个面。Face 代表的是物体的渲染图元 (Primitive)（三角形、方形、点）。一个面包含了组成图元的顶点的索引。由于顶点和索引是分开的，使用一个索引缓冲来渲染是非常简单的。

网格 Mesh

我们定义 Vertex：

struct Vertex {
    glm::vec3 Position; // 顶点位置
    glm::vec3 Normal; // 法线
    glm::vec2 TexCoords; // 纹理坐标
};

定义一个纹理：

struct Texture {
    unsigned int id; // 对应的 glGenTextures ID。
    string type; // 和 glsl shader 对应，根据这个名字完成参数传递。
    string path; // 图片文件路径。
};

#define TEXTURE_TYPE_DIFFUSE  "texture_diffuse"
#define TEXTURE_TYPE_SPECULAR "texture_specular"

相应的 glsl 就是：

uniform sampler2D texture_diffuse1;

那么一个网格（Mesh）可以定义为：

class Mesh {
    vector<Vertex> vertices;
    vector<unsigned int> indices;
    vector<Texture> textures;
    unsigned int VAO, VBO, EBO;
};

// 绘制就是：
void Draw(Shader& shader)
{
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, indices.size(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
}

模型 Model

一个模型由非常多的 Mesh 组成，可以定义为：

class Model {
    vector<Mesh> meshes;
};

// 绘制就是：
void Draw(Shader& shader)
{
    for (unsigned int i = 0; i < meshes.size(); i++)
        meshes[i].Draw(shader);
}

最终效果

参考资料快照

LearnOpenGL 系列文章

参考资料快照

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