使用GLSL直接从着色器中的位置计算平移mattrix 我在C++ OpenGL程序和GLSL顶点和片段着色器上学习。
我正在创建同一对象的多个实例。我只需要在实例之间更改对象位置 以下是我所做的：我正在处理一个统一变量，它是一个变换矩阵数组。每个矩阵代表一个对象实例 MVP也是一个变换矩阵，但MVP是由摄影机位置、方向和属性设置的 这是我的顶点着色器：使用GLSL直接从着色器中的位置计算平移mattrix 我在C++ OpenGL程序和GLSL顶点和片段着色器上学习。,c++,opengl,glsl,glm-math,coordinate-transformation,C++,Opengl,Glsl,Glm Math,Coordinate Transformation,我正在创建同一对象的多个实例。我只需要在实例之间更改对象位置 以下是我所做的：我正在处理一个统一变量，它是一个变换矩阵数组。每个矩阵代表一个对象实例 MVP也是一个变换矩阵，但MVP是由摄影机位置、方向和属性设置的 这是我的顶点着色器： #version 330 core layout(location = 0) in vec3 vertex_position; layout(location = 1) in vec3 vertex_color; uniform
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
uniform mat4 object_positions[20];
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
void main()
{
gl_Position = object_positions[gl_InstanceID] * MVP * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::mat4 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::translate(glm::mat4(1), glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f));
object_positions[1] = glm::translate(glm::mat4(1), glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f));
...
object_positions[19] = glm::translate(glm::mat4(1), glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f));
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniformMatrix4fv(object_positions_id, 7, GL_FALSE, glm::value_ptr(object_positions[0]));
感谢，因为OpenGL转换矩阵只是16个条目的一维数组（说到4X4矩阵）。在这个矩阵中，第13、14、15项定义了翻译组件。因此，如果以行主形式存储矩阵，则第4行第0、第1和第2项应为发送到着色器的向量x、y、z分量。可以用这种方法在着色器中构建转换矩阵。请确保，如果您有行主矩阵，那么要变换顶点，请按矩阵进行预乘，以查看平移效果
gl_Position = Translation Matrix * gl_Vertex;
如果您的矩阵是列主矩阵，您将发布乘法 对于OpenGL，转换矩阵只是16个条目的一维数组（说到4X4矩阵）。在这个矩阵中，第13、14、15项定义了翻译组件。因此，如果以行主形式存储矩阵，则第4行第0、第1和第2项应为发送到着色器的向量x、y、z分量。可以用这种方法在着色器中构建转换矩阵。请确保，如果您有行主矩阵，那么要变换顶点，请按矩阵进行预乘，以查看平移效果
gl_Position = Translation Matrix * gl_Vertex;
如果您的矩阵是列主矩阵，您将发布乘法 4*4矩阵如下所示：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
mat4 m的列的地址如下所示：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
可以在顶点着色器中设置mat4
，如下所示：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
但是，如果只希望通过偏移操作顶点位置，则不需要变换矩阵。可以简单地将偏移添加到顶点位置（前提是偏移是笛卡尔坐标而不是齐次坐标，如您的情况所示）：
你必须这样穿制服：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
进一步见：
4*4矩阵如下所示：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
在GLSL中，amat4 m的列的地址如下所示：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
可以在顶点着色器中设置mat4
，如下所示：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
但是，如果只希望通过偏移操作顶点位置，则不需要变换矩阵。可以简单地将偏移添加到顶点位置（前提是偏移是笛卡尔坐标而不是齐次坐标，如您的情况所示）：
你必须这样穿制服：
c0 c1 c2 c3 c0 c1 c2 c3
[ Xx Yx Zx Tx ] [ 0 4 8 12 ]
[ Xy Yy Zy Ty ] [ 1 5 9 13 ]
[ Xz Yz Zz Tz ] [ 2 6 10 14 ]
[ 0 0 0 1 ] [ 3 7 11 15 ]
vec4 c0 = m[0].xyzw;
vec4 c1 = m[1].xyzw;
vec4 c2 = m[2].xyzw;
vec4 c3 = m[3].xyzw;
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 vertex_position;
layout(location = 1) in vec3 vertex_color;
out vec3 fragment_color;
uniform mat4 MVP;
uniform vec3 object_positions[20];
void main()
{
mat4 posMat = mat4(
vec4( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 1.0, 0.0, 0.0),
vec4( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0),
vec4( object_positions[gl_InstanceID], 1.0) );
gl_Position = MVP * posMat * vec4(vertex_position,1.0);
fragment_color = vertex_color;
}
glm::vec3 object_positions[20];
object_positions[0] = glm::vec3(0.4f,0.2f,0.0f);
object_positions[1] = glm::vec3(0.5f,1.4f,0.0f);
...
object_positions[19] = glm::vec3(-10.6f,0.2f,0.0f);
GLuint object_positions_id = glGetUniformLocation(program_id, "object_positions");
...
glUniform3fv(object_positions_id, 20, glm::value_ptr(object_positions[0]));
进一步见：
你绝对不能做对象位置[gl\u InstanceID]*MVP*vec4（顶点位置，1.0）（即使对象位置是矩阵），因为在应用投影矩阵后，这将进行平移
如果您没有对实例进行任何旋转，那么没有理由不这样做
gl_Position = MVP * vec4(vertex_position + object_positions[gl_InstanceID],1.0);
你绝对不能做对象位置[gl\u InstanceID]*MVP*vec4（顶点位置，1.0）（即使对象位置是矩阵），因为在应用投影矩阵后，这将进行平移
如果您没有对实例进行任何旋转，那么没有理由不这样做
gl_Position = MVP * vec4(vertex_position + object_positions[gl_InstanceID],1.0);
不，它不起作用。这是完全相同的结果。在这种情况下，对象位置应该是一个变换矩阵，而不是一个位置。为什么只添加偏移量就需要一个矩阵更简单、更快？是的，这是一个好主意，但我应该在w中添加什么？这很奇怪，我尝试添加w=0，位置似乎是按2划分的。为什么要设置w=0
？你把w
单独留下。您的输入w
在该着色器中保证为1.0，因此您可以直接在xyz
中应用偏移量。不，它不起作用。这是完全相同的结果。在这种情况下，对象位置应该是一个变换矩阵，而不是一个位置。为什么只添加偏移量就需要一个矩阵更简单、更快？是的，这是一个好主意，但我应该在w中添加什么？这很奇怪，我尝试添加w=0，位置似乎是按2划分的。为什么要设置w=0
？你把w
单独留下。您的输入w
在该着色器中保证为1.0，因此您可以直接在xyz
中应用偏移量。posMat*vec4（顶点位置，1.0）
不等于vec4（对象位置[gl\u实例ID]+顶点位置，1.0）
？不是posMat*vec4（顶点位置，1.0）
仅相当于vec4（对象位置[gl\U实例ID]+顶点位置，1.0）
？