Question

我正在尝试使用着色器正确地将网格点转换并投影到窗口的表面（感兴趣的点是负责输出最终顶点位置的顶点着色器）。

我将在大约6个小时内详细说明这个问题，因为我现在必须上床睡觉。如果有人有意愿通读这个（它还没有正确地高度重写和写作）我会更加欣赏它。

模型（四边形）由以下顶点表示：[ - 0.5f，0.5f，0f]（V0），[ - 0.5f，-0.5f，0f]（V1），[0.5f，-0.5 f，0f]（V2），[0.5f，0.5f，0]。

我有以下一对方法创建透视投影矩阵：

public static Matrix4f getProjectionMatrix(float fovy, int width, int height, float zNear, float zFar) {
    float aspectRatio = (float) width / height;
    projectionMatrix.perspective(fovy, aspectRatio, zNear, zFar);
    return projectionMatrix;
}

此方法可在转换类中找到，并创建并返回透视投影矩阵。

fovy =垂直视野
宽度 =窗口的宽度
高度 =窗口的高度
zNear =近剪裁平面

zFar =远剪裁平面

public Matrix4f perspective(float fovy, float aspectRatio, float zNear, float zFar) {
    float scale = (float) (Math.tan(fovy * 0.5) * zNear);
    float top = scale;
    float right = top * aspectRatio;
    float bottom = -top;
    float left = bottom * aspectRatio;

    this.m00 = 2*zNear / (right - left);
    this.m03 = (right + left) / (right - left);
    this.m11 = 2*zNear / (top - bottom);
    this.m12 = (top + bottom) / (top - bottom);
    this.m22 = -(zFar + zNear) / (zFar - zNear);
    this.m23 = -2*zFar*zNear / (zFar - zNear);
    this.m32 = -1;

    return this;

} 此方法位于 Matrix4f 类中。

这是Matrix4f类的开头，包含Matrix4f实例变量和构造函数：

public class Matrix4f {
    float m00, m01, m02, m03;
    float m10, m11, m12, m13;
    float m20, m21, m22, m23;
    float m30, m31, m32, m33;

public Matrix4f() {
    m00 = 1.0f; m01 = 0.0f; m02 = 0.0f; m03 = 0.0f;
    m10 = 0.0f; m11 = 1.0f; m12 = 0.0f; m13 = 0.0f;
    m20 = 0.0f; m21 = 0.0f; m22 = 1.0f; m23 = 0.0f;
    m30 = 0.0f; m31 = 0.0f; m32 = 0.0f; m33 = 1.0f;
}

调用构造函数后，已经创建了单位矩阵。剩下的唯一事情是知道如何初始化透视投影矩阵。这是在调用类转换的构造函数时完成的：

public class Transformations {
    private Matrix4f translationMatrix;
    private static Matrix4f projectionMatrix;

    public Transformations() {
        translationMatrix = new Matrix4f();
        projectionMatrix = new Matrix4f();
    }

现在是翻译矩阵。通过方法getTranslationMatrix(float x, float y, float z)在转换类中提供了它的创建功能，该方法使用以下参数创建并返回转换矩阵： p>

public Matrix4f getTranslationMatrix(float x, float y, float z) {
    translationMatrix.m03 = x;
    translationMatrix.m13 = y;
    translationMatrix.m23 = z;
    return translationMatrix;
}

为了实际拥有代表游戏模型的东西，我创建了一个名为 GameEntity 的类。它代表模型的网格和位置：

public class GameEntity {

    private final Mesh mesh;
    private Vector3f position;

    public GameEntity(Mesh mesh) {
        this.mesh = mesh;
        position = new Vector3f(0, 0, 0);
    }

    public Vector3f getPosition() {
        return position;
    }    

    public void updatePosition(float x, float y, float z) {
        position.x += x;
        position.y += y;
        position.z += z;
    }

    public Mesh getMesh() {
        return mesh;
    }
}

updatePosition方法应该在整个窗口周围移动实体。我不会在这里包含 Mesh 类的代码说明。您需要知道的是它包含关于 GameEntity 的网格（顶点）数据，例如顶点位置，顶点颜色，索引等，它们都存储在一个顶点数组对象，然后用于将网格实例渲染到窗口上。在我的例子中，形成四边形的两个三角形表示为 GameEntity 实例。

移动模型：每次按下任意键W，A，S，D，空格或左移时，都会调用 updatePosition 方法。它会将 GameEntity 实例的位置（它存储在索引0处的GameEntity[] entities数组中）更新一定量：

    private void processInput() {
        glfwPollEvents();

        if (window.keys[GLFW_KEY_W]) {
            entities[0].updatePosition(0, 0, -1.0f);
        } else if (window.keys[GLFW_KEY_S]){
            entities[0].updatePosition(0, 0, 1.0f);
        } else if (window.keys[GLFW_KEY_A]) {
            entities[0].updatePosition(1.0f, 0, 0);
        } else if (window.keys[GLFW_KEY_D]) {
            entities[0].updatePosition(-1.0f, 0, 0);
        } else if (window.keys[GLFW_KEY_SPACE]) {
            entities[0].updatePosition(0, 1.0f, 0);
        } else if (window.keys[GLFW_KEY_LEFT_SHIFT]) {
            entities[0].updatePosition(0, -1.0f, 0);
        } 
     }

在主游戏循环中调用此方法。

然后，在 渲染器 类中，根据模型的位置构建模型的平移矩阵，并根据属性构造投影矩阵窗口对象：

private ShaderProgram shaderProgram;
private Window window = new Window();

private final Transformations transformation;

private Matrix4f translationMatrix = new Matrix4f();
private Matrix4f projectionMatrix = new Matrix4f();


private static double angleOfView = 60.0;
private static final float FOVY = (float) Math.toRadians(angleOfView);
private static final float zNear = 0.01f;
private static final float zFar = 1000.0f;

shaderProgram.createUniform("translationMatrix");
shaderProgram.createUniform("projectionMatrix");

public void render(Window window, GameEntity[] entities) {
    i++;

    clear();

    if (window.isResized()) {
        glViewport(0, 0, window.getWidth(), window.getHeight());
        window.setResized(false);
    }

    //make the shaders active
    shaderProgram.bind();

    //update the projection matrix
    Matrix4f projectionMatrix = transformation.getProjectionMatrix(FOVY, window.getWidth(), window.getHeight(), zNear, zFar);

    shaderProgram.setUniformMatrix("projectionMatrix", projectionMatrix);

    //render each game item
    for(GameEntity entity : entities) {
        Matrix4f translationMat = transformation.getTranslationMatrix(entity.getPosition());
        shaderProgram.setUniformMatrix("translationMatrix", translationMat);
        entity.getMesh().render();
    }

    shaderProgram.unbind();
}

首先，定义所有统一位置（在render()方法之上）。

clear()方法清除渲染缓冲区 - 它准备渲染新图像。在以下if子句中，处理窗口大小调整操作。如果调整窗口大小，则具有相应方法的if子句将更新窗口的width和height以匹配调整大小的窗口。

projectionMatrix由变量构成，这些变量被定义为Renderer类的实例变量（FOVY，zNear，zFar）和两个获取当前变量的变量窗口对象的宽度和高度（window.getWidth()，window.getHeight()）。

然后，投影矩阵被发送＆＃34;调用shaderProgram.setUniformMatrix("projectionMatrix", projectionMatrix);：

到顶点着色器

private final Map<String, Integer> uniforms;

public void createUniform(String uniformName) throws Exception {
    int uniformLocation = glGetUniformLocation(programID, uniformName);

    if (uniformLocation < 0) {
        throw new Exception("[ShaderProgram.createUniform]: Couldn't find uniform: " + uniformName);
    }
    uniforms.put(uniformName, uniformLocation);
}

此方法位于 ShaderProgram 类中，该类保存对活动着色器porgram的引用以及与其关联的统一变量，这些变量存储在{{1}中Hashmap ..

然后，在for循环中，渲染两个四边形。首先，基于 GameInstance 的位置值的值构建平移矩阵，其被表示为3元组向量（x，y，z）。然后，创建的矩阵被发送＆＃34;到顶点着色器。

现在，已经将透视投影（uniforms）和翻译矩阵（projectionMatrix x）发送到顶点着色器，现在可以在上调用渲染方法 Mesh 实例来渲染它。 translationMatri方法的代码（在render()的上下文中）是：

entity.getMesh().render()

然而，结果并不令人满意。当按下W或S时，四边形（两个三角形）会越来越靠近＆＃34; us＆＃34;，这是正确的。但是，当按下A或D时（应该在x轴上平移模型），四边形（两个三角形）不会被翻译。 它围绕它的中心旋转。如何解决这个问题？感谢您提供帮助以及阅读这个长期问题所花费的时间。

Answer 1

行/列命名法似乎有问题。

据我所知，矩阵中的代码单元格mij为col = i，row = j

OpenGL需要一个16值数组，即13,14,15个位置的平移。通常这称为＆＃34;列主要顺序＆＃34;，翻译在第4列中表示。

所以试试这个：

public Matrix4f getTranslationMatrix(float x, float y, float z) {
    translationMatrix.m30 = x;
    translationMatrix.m31 = y;
    translationMatrix.m32 = z;
    return translationMatrix;
}

另外，请查看您的perspective。我认为你在ij指数中有一些错误。 ii个细胞看起来很好。

尝试使用LWJGL中的着色器移动对象时我做错了什么？

1 个答案: