c++ - 使用着色器绘制 3D 对象的正确方法是什么？

Question

我有一个从 3DS Max 导出的 OBJ 和 MTL 文件，它是一套完整的国际象棋。在我的最终结果中，我希望能够选择一个游戏 block ，然后选择一个正方形来移动它。我在组合时遇到问题的元素是:

• 对象选择
• 着色器

我的对象导入器以两种方式工作。

1) 将所有东西和类似的 Material 组合到一个名为 Mesh 的结构中，并循环遍历所有 model.meshes 绘制每一帧。

2) 识别棋盘、每个方 block 和每个游戏 block ，并将相关顶点、 Material 等放入名为 GroupObject 的结构中。它们放置在 model.objects 中，我循环绘制每一帧。

这是 #1 和 #2 中描述的每个选项的屏幕截图。在 SS 的顶部 1/2 中，我只是绘制了网格，所有的阴影看起来都正确，但没有什么是可选的。在底部的 1/2 中，我可以选择一个游戏 block 或一个正方形就好了，但模型看起来很垃圾。

http://img815.imageshack.us/img815/2158/chesst.png

此外，如果我将着色器与 #2 中的代码一起使用，则平移和缩放会减慢速度。它几乎完全没有反应。

这是每帧绘制对象时调用的方法。前 2 行注释是我尝试选项 1 的地方，只是绘制了我的结构 Mesh，它看起来不错。旋转和缩放也很流畅，但我无法选择对象 b/c 我无法执行 Mesh 的 glPushName。现在，代码设置为循环遍历每个 model.objects，因此我可以运行 glPushName( (int)object );，这是选择/选择棋子或正方形。注释掉的部分是我尝试应用着色器的地方，它在遍历 model.objects 时非常慢(在循环 model.mesh 时没有减速)

 glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

//for (int i = 0; i < model.getNumberOfMeshes(); ++i)
//{
for ( int i = 0; i < (int)model.objects.size(); i++ )
{
    ModelOBJ::GroupObject *object = model.objects[i];

    glPushName( (int)object );

    int faceSize = (int)object->faces.size();

    for ( int j = 0; j < faceSize; j++ )
    {

        ModelOBJ::Face *face = object->faces[j];
        pMaterial = &model.getMaterial( face->materialId );


        glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT, (GLfloat *)pMaterial->ambient);
        glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, (GLfloat *)pMaterial->diffuse);
        glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, (GLfloat *)pMaterial->specular);
        glMaterialf(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, pMaterial->shininess * 128.0f);

        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
        drawFace( *face );

        //if (pMaterial->bumpMapFilename.empty())
        //{
            // Per fragment Blinn-Phong code path.

        //  glUseProgram(blinnPhongShader);

        //  // Bind the color map texture.

        //  texture = nullTexture;

        //  if (enableTextures)
        //  {
        //      iter = modelTextures.find(pMaterial->colorMapFilename);

        //      if (iter != modelTextures.end())
        //          texture = iter->second;
        //  }

        //  glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
        //  glEnable(GL_TEXTURE_2D);
        //  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

        //  // Update shader parameters.

        //  glUniform1i(glGetUniformLocation(
        //      blinnPhongShader, "colorMap"), 0);
        //  glUniform1f(glGetUniformLocation(
        //      blinnPhongShader, "materialAlpha"), pMaterial->alpha);
        //}        
    }
    glPopName();
}

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
glUseProgram(0);
glDisable(GL_BLEND);

这是相关的 drawFace 方法

void GLEngine::drawFace(ModelOBJ::Face &face)
{
if ( (int)face.numVertices <= 3 )
    glBegin(GL_TRIANGLES);
else 
    glBegin(GL_POLYGON);

for ( int v = 0; v < (int)face.numVertices; v++ )
{
    if ( (int)face.numUVWs > v && face.UVWs != NULL )
        glTexCoord2f(face.UVWs[v]->x, face.UVWs[v]->y);

    if ( (int)face.numNormals > v && face.normals != NULL )
        glTexCoord3d(face.normals[v]->x, face.normals[v]->y, face.normals[v]->z);

    if ( (int)face.numVertices > v && face.vertices != NULL )
        glVertex3f(face.vertices[v]->x, face.vertices[v]->y, face.vertices[v]->z);
}
glEnd();
}

这是我正在使用的着色器

Per-fragment Blinn-Phong shader for a single directional light source.

[vert]


varying vec3 normal;

void main()
{
    normal = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);

    gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
    gl_TexCoord[0] = gl_MultiTexCoord0;    
}

[frag]


uniform sampler2D colorMap;
uniform float materialAlpha;

varying vec3 normal;

void main()
{   
    vec3 n = normalize(normal);

    float nDotL = max(0.0, dot(n, gl_LightSource[0].position.xyz));
    float nDotH = max(0.0, dot(normal, vec3(gl_LightSource[0].halfVector)));
    float power = (nDotL == 0.0) ? 0.0 : pow(nDotH, gl_FrontMaterial.shininess);

    vec4 ambient = gl_FrontLightProduct[0].ambient;
    vec4 diffuse = gl_FrontLightProduct[0].diffuse * nDotL;
    vec4 specular = gl_FrontLightProduct[0].specular * power;
    vec4 color = gl_FrontLightModelProduct.sceneColor + ambient + diffuse + specular;

    gl_FragColor = color * texture2D(colorMap, gl_TexCoord[0].st);
    gl_FragColor.a = materialAlpha;
}

您将如何将所有这些功能合并在一起？我的第一个想法是绘制所有没有 Material 信息的 model.objects 并使它们透明。然后运行第二个循环并使用着色器绘制所有 model.meshes 并完成。但后来我想到，当我开始将游戏棋子移动到一个新方 block 时，我将如何确保将正确的阴影应用到棋子的新位置。当我选择透明的 GroupObject 并将其转换为一个新的正方形时，该 block 是否仍具有正确的阴影？

解决我遇到的问题的最佳方法是什么？

Answer 1

为什么在 GLEngine::drawFace 中将法线作为纹理坐标发送:

glTexCoord3d(face.normals[v]->x, face.normals[v]->y, face.normals[v]->z);

你的着色器期望它是一个 glNormal3d，正如你在这里看到的:

normal = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);