c++ - 为什么 VERTEX 着色器中的矩阵乘法无法正常工作？

Question

我正在 Visual Studio 2017 中了解 OpenGL。 遵循 www.learnopengl.com 教程并通过了纹理检查点，现在的主要问题是变换。

我使用预先获取的统一位置 ID 将模型、 View 和透视矩阵发送到着色器，但是当将矩阵和 vec4(vertex, 1.0f) vector 相乘时，窗口保持填充状态透明颜色。

如果我仅将 vec4(vertex, 1.0f) 与模型矩阵相乘，则会绘制对象 (cube_flat.obj)，但会分布在整个视口(viewport)上，因为不会采用透视和 View 考虑在内。这是错误的，但有效。

代码: main.cpp

int main()
{
    std::cout << "Application starting...\n" << std::endl;
    glm::ivec2 resolution = glm::ivec2(1280, 720);
    Window* window = new Window(resolution.x, resolution.y);

    SimpleMaterial* simpleMaterial = new SimpleMaterial();

    glFrontFace(GL_CCW);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glEnable(GL_CULL_FACE);
    glCullFace(GL_BACK);

    glm::mat4 projection = glm::perspective(glm::radians(60.0f), (float)resolution.x / (float)resolution.y, 0.1f, 1000.0f);
    glm::mat4 view = glm::inverse(glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, -10.0f)));
    glm::mat4 model = glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f));
    Mesh* mesh = Mesh::load("cube_flat.obj");

    // Render loop
    while (!window->shouldClose())
    {
        // Input
        window->processInput();

        // Rendering commands
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        // Tell OpenGL to use this Shader Program
        // Send attribute and uniform data to shader
        // Stream vertex, normal and uv data to shader
        simpleMaterial->render(projection, view, model, mesh);

        // Check & Call events
        window->poolEvents();
        // Swap buffers
        window->swapBuffers();
    }
    // Delete GLFW data
    delete window;
    return 0;
}

SimpleMaterial.cpp
SimpleMaterial::SimpleMaterial() : Material("simple")
{
    _vertex = _shader->getAttrib("vertex");
    _normal = _shader->getAttrib("normal");
    _uv = _shader->getAttrib("uv");

    _model = _shader->getUniform("model");
    _view = _shader->getUniform("view");
    _projection = _shader->getUniform("projection");
}

SimpleMaterial::~SimpleMaterial()
{
}

void SimpleMaterial::render(glm::mat4 pProjection, glm::mat4 pView, glm::mat4 pModel, Mesh* pMesh)
{
    _shader->use();
    glUniformMatrix4fv(_model, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(pModel));
    glUniformMatrix4fv(_view, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(pView));
    glUniformMatrix4fv(_projection, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(pProjection));

    pMesh->draw(_vertex, _normal, _uv);
}

简单.vs

#version 460

in vec3 vertex;
in vec3 normal;
in vec2 uv;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main(void) {
    gl_Position = projection * view * model * vec4(vertex, 1.0f);
}

简单.fs

#version 460

out vec4 fragment_color;

void main(void) {
    fragment_color = vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
}

由于没有透视和 View 转换，我希望从透视图中看到一个立方体，而不是什么都没有/立方体散布在视口(viewport)上。

Answer 1

View 矩阵的设置是“错误的”。视线方向无处可去。

glm::mat4 view = glm::inverse(glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, -10.0f)));

当然， View 矩阵是该矩阵的逆矩阵，它由 View 位置和方向定义。
View 坐标系描述了观看场景的方向和位置。 View 矩阵从世界空间变换到 View (眼睛)空间。

但是OpenGL View 空间坐标系是Right-handed系统，其中 X 轴指向左侧，Y 轴指向上方。这会导致 Z 轴指向 View 之外(请注意，Z 轴是 X 轴和 Y 轴的叉积)。
事实上，这种行为是由投影矩阵引起的，它定义了 View 体积以及从 View 空间到剪辑空间(以及进一步规范化的设备空间)的转换。

这意味着 View 位置必须为 glm::vec3(0.0f, 0.0f, 10.0f):

glm::mat4 view = glm::inverse(glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 10.0f)));