前情提要：本文代码源自Github上的学习文档“LearnOpenGL”，我仅在源码的基础上加上中文注释。本文章不以该学习文档做任何商业盈利活动，一切著作权归原作者所有，本文仅供学习交流，如有侵权，请联系我删除。LearnOpenGL原网址：https://learnopengl.com/ 请大家多多支持原作者！
欢迎来到本博客文章，我们将一同探索OpenGL模型的奇妙世界。作为计算机图形学中最受欢迎的API之一，OpenGL提供了强大的工具和功能，使我们能够创建令人惊叹的三维模型和视觉效果。本文将带领您深入了解OpenGL模型的创建、加载和渲染过程，并介绍一些高级技术和优化。
无论您是一个初学者还是一个有经验的图形程序员，本文都将为您提供有用的信息和实用的技巧。我们将从基础知识开始，逐步引导您进入更高级的概念和技术。您将学习如何创建简单的几何形状并应用纹理，了解顶点缓冲对象（VBO）和索引缓冲对象（IBO）的使用，以及探索光照、阴影和其他高级渲染技术。
本文还将介绍如何使用开源库Assimp导入和加载不同格式的模型，使您能够轻松地在您的OpenGL应用程序中使用各种模型资源。我们将了解如何处理模型的顶点数据、纹理坐标、法线向量等，并展示如何应用变换矩阵对模型进行旋转、缩放和平移。
当您阅读完本文后，您将具备一定的OpenGL模型编程知识，并能够开始使用OpenGL创建自己的模型和场景。无论您是为游戏开发、虚拟现实应用、计算机辅助设计还是其他图形应用程序而学习OpenGL，本文都将为您提供坚实的基础。
让我们踏上这段令人兴奋的OpenGL模型之旅吧！让我们开始探索OpenGL的无限可能性，创造出令人惊叹的视觉体验。
项目结构：
模型压缩包下载链接：
https://s3.amazonaws.com/files.free3d.com/models/2/5ba2e2be26be8b76638b4567/27-obj.zip?X-Amz-Content-Sha256=UNSIGNED-PAYLOAD&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Credential=AKIA5DEPHINMSI4OS3OO%2F20240220%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Date=20240220T142152Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=1200&X-Amz-Signature=8920c545d52277611ee3b7ebc9bf5c42b27a3f074fe85edf097b9667d5999805
（请用鼠标右键点击，在新标签页打开链接）
vs_multiple_lights.txt着色器代码：
#version 330 corelayout (location = 0) in vec3 aPos; // 位置变量的属性位置值为 0
layout (location = 1) in vec3 aNormal;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoords;out vec3 FragPos;
out vec3 Normal;
out vec2 TexCoords;
out mat4 View;uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;void main()
{gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);FragPos = vec3(model * vec4(aPos, 1.0));Normal = mat3(transpose(inverse(model))) * aNormal;TexCoords = aTexCoords;View = view;
}fs_multiple_lights.txt着色器代码：
#version 330 core// 材质
struct Material {sampler2D diffuse;sampler2D specular; float shininess;
}; // 定向光
struct DirLight {vec3 direction;vec3 ambient;vec3 diffuse;vec3 specular;
};
uniform DirLight dirLight;// 点光源
struct PointLight {vec3 position;float constant;float linear;float quadratic;vec3 ambient;vec3 diffuse;vec3 specular;
};
#define NR_POINT_LIGHTS 4
uniform PointLight pointLights[NR_POINT_LIGHTS];// 聚光
struct SpotLight {sampler2D spotlightMap;float cutOff;float outerCutOff;vec3 position;vec3 direction;float constant;float linear;float quadratic;vec3 ambient;vec3 diffuse;vec3 specular;
};
uniform SpotLight spotLight;out vec4 FragColor; // 输出片段颜色in vec3 FragPos;
in vec3 Normal;
in vec2 TexCoords;
in mat4 View;uniform vec3 viewPos;
uniform Material material;vec3 CalcDirLight(DirLight light, vec3 normal, vec3 viewDir);
vec3 CalcPointLight(PointLight light, vec3 normal, vec3 fragPos, vec3 viewDir);
vec3 CalcSpotLight(SpotLight light, vec3 normal, vec3 fragPos, vec3 viewDir);void main()
{// 属性vec3 norm = normalize(Normal);vec3 viewDir = normalize(viewPos - FragPos);// 第一阶段：定向光照vec3 result = CalcDirLight(dirLight, norm, viewDir);// 第二阶段：点光源for(int i = 0; i < NR_POINT_LIGHTS; i++)result += CalcPointLight(pointLights[i], norm, FragPos, viewDir); // 第三阶段：聚光result += CalcSpotLight(spotLight, norm, FragPos, viewDir); FragColor = vec4(result, 1.0);
}// 计算定向光(Calculate Direction Light)
vec3 CalcDirLight(DirLight light, vec3 normal, vec3 viewDir)
{vec3 lightDir = normalize(-light.direction);// 漫反射着色float diff = max(dot(normal, lightDir), 0.0);// 镜面光着色vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, normal);float spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), material.shininess);// 合并结果vec3 ambient = light.ambient * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));vec3 diffuse = light.diffuse * diff * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));vec3 specular = light.specular * spec * vec3(texture(material.specular, TexCoords));return (ambient + diffuse + specular);
}// 计算点光源(Calculate Point Light)
vec3 CalcPointLight(PointLight light, vec3 normal, vec3 fragPos, vec3 viewDir)
{vec3 lightDir = normalize(light.position - fragPos);// 漫反射着色float diff = max(dot(normal, lightDir), 0.0);// 镜面光着色vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, normal);float spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), material.shininess);// 衰减float distance = length(light.position - fragPos);float attenuation = 1.0 / (light.constant + light.linear * distance + light.quadratic * (distance * distance)); // 合并结果vec3 ambient = light.ambient * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));vec3 diffuse = light.diffuse * diff * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));vec3 specular = light.specular * spec * vec3(texture(material.specular, TexCoords));ambient *= attenuation;diffuse *= attenuation;specular *= attenuation;return (ambient + diffuse + specular);
}// 计算聚光(Calculate Spot Light)
vec3 CalcSpotLight(SpotLight light, vec3 normal, vec3 fragPos, vec3 viewDir)
{// 切光角vec3 lightDir = normalize(light.position - fragPos);float theta = dot(lightDir, normalize(-light.direction));float epsilon = light.cutOff - light.outerCutOff;float intensity = clamp((theta - light.outerCutOff) / epsilon, 0.0, 1.0); // 执行光照计算if(theta > light.outerCutOff) { vec3 lightDir = normalize(light.position - fragPos);// 漫反射着色float diff = max(dot(normal, lightDir), 0.0);// 镜面光着色vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, normal);float spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), material.shininess);// 图案vec4 view = View * vec4(fragPos, 1.0);vec2 texcoord = normalize(view.xyz).xy;// 衰减float distance = length(light.position - fragPos);float attenuation = 1.0 / (light.constant + light.linear * distance + light.quadratic * (distance * distance));// 合并结果vec3 ambient = light.ambient * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));vec3 diffuse = light.diffuse * diff * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));vec3 specular = light.specular * spec * vec3(texture(material.specular, TexCoords));vec3 spotdiffuse = diff * vec3(texture(light.spotlightMap, ((texcoord) / 0.7 + 0.5)));ambient *= attenuation;diffuse *= attenuation * intensity;specular *= attenuation * intensity;spotdiffuse *= attenuation * intensity;return (ambient + diffuse + specular);}
}vs_light_cube.txt着色器代码：
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos; // 位置变量的属性位置值为 0 uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;void main()
{gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);
}fs_light_cube.txt着色器代码：
#version 330 core
out vec4 FragColor; // 输出片段颜色uniform vec3 lightCubeColor;void main()
{FragColor = vec4(lightCubeColor, 1.0);
}SHADER_H.h头文件代码：
#ifndef SHADER_H#define SHADER_H#include <glad/glad.h>;
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <iostream>/* 着色器类 */
class Shader
{
public:/* 着色器程序 */unsigned int shaderProgram;/* 构造函数，从文件读取并构建着色器 */Shader(const char* vertexPath, const char* fragmentPath){std::string vertexCode;std::string fragmentCode;std::ifstream vShaderFile;std::ifstream fShaderFile;/* 保证ifstream对象可以抛出异常： */vShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);fShaderFile.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit);try{/* 打开文件 */vShaderFile.open(vertexPath);fShaderFile.open(fragmentPath);std::stringstream vShaderStream, fShaderStream;/* 读取文件的缓冲内容到数据流中 */vShaderStream << vShaderFile.rdbuf();fShaderStream << fShaderFile.rdbuf();/* 关闭文件处理器 */vShaderFile.close();fShaderFile.close();/* 转换数据流到string */vertexCode = vShaderStream.str();fragmentCode = fShaderStream.str();}catch (std::ifstream::failure e){std::cout << "ERROR::SHADER::FILE_NOT_SUCCESFULLY_READ" << std::endl;}/* string类型转化为char字符串类型 */const char* vShaderCode = vertexCode.c_str();const char* fShaderCode = fragmentCode.c_str();/* 着色器 */unsigned int vertex, fragment;int success;/* 信息日志（编译或运行报错信息） */char infoLog[512];/* 顶点着色器 */vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL);/* 编译 */glCompileShader(vertex);/* 打印编译错误（如果有的话） */glGetShaderiv(vertex, GL_COMPILE_STATUS, &success);if (!success){glGetShaderInfoLog(vertex, 512, NULL, infoLog);std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;};/* 片段着色器 */fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL);/* 编译 */glCompileShader(fragment);/* 打印编译错误（如果有的话） */glGetShaderiv(fragment, GL_COMPILE_STATUS, &success);if (!success){glGetShaderInfoLog(fragment, 512, NULL, infoLog);std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;}/* 着色器程序 */shaderProgram = glCreateProgram();/* 连接顶点着色器和片段着色器到着色器程序中 */glAttachShader(shaderProgram, vertex);glAttachShader(shaderProgram, fragment);/* 链接着色器程序到我们的程序中 */glLinkProgram(shaderProgram);/* 打印连接错误（如果有的话） */glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);if (!success){glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;}/* 删除着色器，它们已经链接到我们的程序中了，已经不再需要了 */glDeleteShader(vertex);glDeleteShader(fragment);}/* 激活着色器程序 */void use(){glUseProgram(shaderProgram);}/* 实用程序统一函数，Uniform工具函数，用于设置uniform类型的数值 */// ------------------------------------------------------------------------void setBool(const std::string& name, bool value) const{glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), (int)value);}// ------------------------------------------------------------------------void setInt(const std::string& name, int value) const{glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), value);}// ------------------------------------------------------------------------void setFloat(const std::string& name, float value) const{glUniform1f(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), value);}// ------------------------------------------------------------------------void setVec2(const std::string& name, const glm::vec2& value) const{glUniform2fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), 1, &value[0]);}void setVec2(const std::string& name, float x, float y) const{glUniform2f(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), x, y);}// ------------------------------------------------------------------------void setVec3(const std::string& name, const glm::vec3& value) const{glUniform3fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), 1, &value[0]);}void setVec3(const std::string& name, float x, float y, float z) const{glUniform3f(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), x, y, z);}// ------------------------------------------------------------------------void setVec4(const std::string& name, const glm::vec4& value) const{glUniform4fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), 1, &value[0]);}void setVec4(const std::string& name, float x, float y, float z, float w) const{glUniform4f(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), x, y, z, w);}// ------------------------------------------------------------------------void setMat2(const std::string& name, const glm::mat2& mat) const{glUniformMatrix2fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), 1, GL_FALSE, &mat[0][0]);}// ------------------------------------------------------------------------void setMat3(const std::string& name, const glm::mat3& mat) const{glUniformMatrix3fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), 1, GL_FALSE, &mat[0][0]);}// ------------------------------------------------------------------------void setMat4(const std::string& name, const glm::mat4& mat) const{glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, name.c_str()), 1, GL_FALSE, &mat[0][0]);}/* 删除着色器程序 */void deleteProgram(){glDeleteProgram(shaderProgram);}
};#endifcamera.h头文件代码：
#ifndef CAMERA_H#define CAMERA_H#include <glad/glad.h>
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>#include <vector>/* 定义摄影机移动的几个可能选项。 */
enum Camera_Movement {/* 前进 */FORWARD,/* 后退 */BACKWARD,/* 左移 */LEFT,/* 右移 */RIGHT,/* 上升 */RISE,/* 下降 */FALL
};/* 默认摄像机参数 */
/* 偏航角 */
const float YAW = -90.0f;
/* 俯仰角 */
const float PITCH = 0.0f;
/* 速度 */
const float SPEED = 50.5f;
/* 鼠标灵敏度 */
const float SENSITIVITY = 0.1f;
/* 视野 */
const float ZOOM = 70.0f;/* 一个抽象的摄影机类，用于处理输入并计算相应的欧拉角、向量和矩阵，以便在OpenGL中使用 */
class Camera
{
public:/* 摄影机属性 *//* 位置 */glm::vec3 Position;/* 朝向 */glm::vec3 Front;/* 上轴 */glm::vec3 Up;/* 右轴 */glm::vec3 Right;/* 世界竖直向上方向 */glm::vec3 WorldUp;/* 偏航角 */float Yaw;/* 俯仰角 */float Pitch;/* 摄影机选项 *//* 移动速度 */float MovementSpeed;/* 鼠标灵敏度 */float MouseSensitivity;/* 视野 */float Zoom;/* 矢量的构造函数 */Camera(glm::vec3 position = glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), glm::vec3 up = glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f), float yaw = YAW, float pitch = PITCH) : Front(glm::vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f)), MovementSpeed(SPEED), MouseSensitivity(SENSITIVITY), Zoom(ZOOM){Position = position;WorldUp = up;Yaw = yaw;Pitch = pitch;updateCameraVectors();}/* 标量的构造函数 */Camera(float posX, float posY, float posZ, float upX, float upY, float upZ, float yaw, float pitch) : Front(glm::vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f)), MovementSpeed(SPEED), MouseSensitivity(SENSITIVITY), Zoom(ZOOM){Position = glm::vec3(posX, posY, posZ);WorldUp = glm::vec3(upX, upY, upZ);Yaw = yaw;Pitch = pitch;updateCameraVectors();}/* 返回使用欧拉角和LookAt矩阵计算的视图矩阵 */glm::mat4 GetViewMatrix(){return glm::lookAt(Position, Position + Front, Up);}/* 处理从任何类似键盘的输入系统接收的输入。接受相机定义ENUM形式的输入参数（从窗口系统中提取） */void ProcessKeyboard(Camera_Movement direction, float deltaTime){float velocity = MovementSpeed * deltaTime;if (direction == FORWARD)Position += Front * velocity;if (direction == BACKWARD)Position -= Front * velocity;if (direction == LEFT)Position -= Right * velocity;if (direction == RIGHT)Position += Right * velocity;if (direction == RISE)Position += WorldUp * velocity;if (direction == FALL)Position -= WorldUp * velocity;}/* 处理从鼠标输入系统接收的输入。需要x和y方向上的偏移值。 */void ProcessMouseMovement(float xoffset, float yoffset, GLboolean constrainPitch = true){xoffset *= MouseSensitivity;yoffset *= MouseSensitivity;Yaw += xoffset;Pitch += yoffset;/* 确保当俯仰角超出范围时，屏幕不会翻转 */if (constrainPitch){if (Pitch > 89.0f)Pitch = 89.0f;if (Pitch < -89.0f)Pitch = -89.0f;}/* 使用更新的欧拉角更新“朝向”、“右轴”和“上轴” */updateCameraVectors();}/* 处理从鼠标滚轮事件接收的输入 */void ProcessMouseScroll(float yoffset){Zoom -= (float)yoffset;if (Zoom < 10.0f)Zoom = 10.0f;if (Zoom > 120.0f)Zoom = 120.0f;}private:/* 根据摄影机的（更新的）欧拉角计算摄影机朝向 */void updateCameraVectors(){/* 计算新的摄影机朝向 */glm::vec3 front;front.x = cos(glm::radians(Yaw)) * cos(glm::radians(Pitch));front.y = sin(glm::radians(Pitch));front.z = sin(glm::radians(Yaw)) * cos(glm::radians(Pitch));Front = glm::normalize(front);/* 还重新计算右轴和上轴 *//* 重新规范(修正)向量，因为当它们的长度越接近0或向上向下看得多时，将会导致移动速度变慢 */Right = glm::normalize(glm::cross(Front, WorldUp));Up = glm::normalize(glm::cross(Right, Front));}
};#endif
MESH_H.h头文件代码：
#ifndef MESH_H
#define MESH_H// 包含所有OpenGL类型声明
#include <glad/glad.h> #include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>#include "SHADER_H.h"#include <string>
#include <vector>
using namespace std;#define MAX_BONE_INFLUENCE 4struct Vertex {// 位置glm::vec3 Position;// 法线glm::vec3 Normal;// 纹理坐标glm::vec2 TexCoords;// 切线glm::vec3 Tangent;// 双切线glm::vec3 Bitangent;// 影响此顶点的骨骼索引int m_BoneIDs[MAX_BONE_INFLUENCE];// 每块骨骼的权重float m_Weights[MAX_BONE_INFLUENCE];
};struct Texture {unsigned int id;string type;string path;
};class Mesh {
public:// 网格数据vector<Vertex> vertices;vector<unsigned int> indices;vector<Texture> textures;unsigned int VAO;// 建造者Mesh(vector<Vertex> vertices, vector<unsigned int> indices, vector<Texture> textures){this->vertices = vertices;this->indices = indices;this->textures = textures;// 现在我们已经拥有了所有必需的数据，设置顶点缓冲区及其属性指针。setupMesh();}// 渲染网格void Draw(Shader& shader){// 绑定适当的纹理unsigned int diffuseNr = 1;unsigned int specularNr = 1;unsigned int normalNr = 1;unsigned int heightNr = 1;for (unsigned int i = 0; i < textures.size(); i++){// 绑定前激活正确的纹理单元glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + i); // 检索纹理编号（diffuse_textureN中的N）string number;string name = textures[i].type;if (name == "texture_diffuse")number = std::to_string(diffuseNr++);else if (name == "texture_specular")number = std::to_string(specularNr++); // 将无符号int转换为字符串else if (name == "texture_normal")number = std::to_string(normalNr++); // 将无符号int转换为字符串else if (name == "texture_height")number = std::to_string(heightNr++); // 将无符号int转换为字符串// 现在将采样器设置为正确的纹理单位glUniform1i(glGetUniformLocation(shader.shaderProgram, (name + number).c_str()), i);// 并最终绑定纹理glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[i].id);}// 绘制网格glBindVertexArray(VAO);glDrawElements(GL_TRIANGLES, static_cast<unsigned int>(indices.size()), GL_UNSIGNED_INT, 0);glBindVertexArray(0);// 一旦配置好，将所有内容都设置回默认值始终是一种好做法。glActiveTexture(GL_TEXTURE0);}private:// 渲染数据unsigned int VBO, EBO;// 初始化所有缓冲区对象/数组void setupMesh(){// 创建缓冲区/阵列glGenVertexArrays(1, &VAO);glGenBuffers(1, &VBO);glGenBuffers(1, &EBO);glBindVertexArray(VAO);// 将数据加载到顶点缓冲区glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);// structs的一个优点是，它们的内存布局对所有项目都是顺序的。// 其效果是，我们可以简单地将指针传递到结构，它可以完美地转换为glm::vec3/2数组，// 该数组再次转换为3/2浮点，该浮点转换为字节数组。glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertices.size() * sizeof(Vertex), &vertices[0], GL_STATIC_DRAW);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indices.size() * sizeof(unsigned int), &indices[0], GL_STATIC_DRAW);// 设置顶点属性指针// 顶点位置glEnableVertexAttribArray(0);glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)0);// 顶点法线glEnableVertexAttribArray(1);glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Normal));// 顶点纹理坐标glEnableVertexAttribArray(2);glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, TexCoords));// 顶点切线glEnableVertexAttribArray(3);glVertexAttribPointer(3, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Tangent));// 顶点双切glEnableVertexAttribArray(4);glVertexAttribPointer(4, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Bitangent));// 索引glEnableVertexAttribArray(5);glVertexAttribIPointer(5, 4, GL_INT, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, m_BoneIDs));// 权重glEnableVertexAttribArray(6);glVertexAttribPointer(6, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, m_Weights));glBindVertexArray(0);}
};
#endifMODEL_H.h头文件代码：
#ifndef MODEL_H
#define MODEL_H#include <glad/glad.h> #include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include "stb_image.h"
#include <assimp/Importer.hpp>
#include <assimp/scene.h>
#include <assimp/postprocess.h>#include "MESH_H.h"
#include "SHADER_H.h"#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>
using namespace std;unsigned int TextureFromFile(const char* path, const string& directory, bool gamma = false);class Model
{
public:// 模型数据vector<Texture> textures_loaded; // 存储到目前为止加载的所有纹理，进行优化以确保纹理不会被重复加载。vector<Mesh> meshes;string directory;bool gammaCorrection;// 构造函数，接受一个指向 3D 模型的文件路径作为参数。Model(string const& path, bool gamma = false) : gammaCorrection(gamma){loadModel(path);}// 绘制该模型以及其所有网格。void Draw(Shader& shader){for (unsigned int i = 0; i < meshes.size(); i++)meshes[i].Draw(shader);}private:// 从文件加载具有支持的 ASSIMP 扩展名的模型，并将生成的网格存储在网格向量中。void loadModel(string const& path){// 通过 ASSIMP 读取文件。Assimp::Importer importer;const aiScene* scene = importer.ReadFile(path, aiProcess_Triangulate | aiProcess_GenSmoothNormals | aiProcess_FlipUVs | aiProcess_CalcTangentSpace);// 检查是否有错误。if (!scene || scene->mFlags & AI_SCENE_FLAGS_INCOMPLETE || !scene->mRootNode) // if is Not Zero{cout << "ERROR::ASSIMP:: " << importer.GetErrorString() << endl;return;}// 获取文件路径的目录路径。directory = path.substr(0, path.find_last_of('/'));// process ASSIMP's root node recursivelyprocessNode(scene->mRootNode, scene);}// 以递归方式处理节点。处理位于节点上的每个独立网格，并对其子节点（如果有）重复此过程。void processNode(aiNode* node, const aiScene* scene){// 处理当前节点上的每个网格。for (unsigned int i = 0; i < node->mNumMeshes; i++){// 节点对象只包含用于索引场景中实际对象的索引。// 场景包含所有数据，节点仅用于组织数据（例如节点之间的关系）。aiMesh* mesh = scene->mMeshes[node->mMeshes[i]];meshes.push_back(processMesh(mesh, scene));}// 在处理完所有网格（如果有的话）后，我们递归处理每个子节点。for (unsigned int i = 0; i < node->mNumChildren; i++){processNode(node->mChildren[i], scene);}}Mesh processMesh(aiMesh* mesh, const aiScene* scene){// 要填充的数据。vector<Vertex> vertices;vector<unsigned int> indices;vector<Texture> textures;// 遍历每个网格的顶点。for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumVertices; i++){Vertex vertex;glm::vec3 vector; // 我们声明一个占位符向量，因为Assimp使用其自己的向量类，无法直接转换为glm的vec3类，所以我们首先将数据转移到这个占位符glm::vec3中。// 位置vector.x = mesh->mVertices[i].x;vector.y = mesh->mVertices[i].y;vector.z = mesh->mVertices[i].z;vertex.Position = vector;// 法线if (mesh->HasNormals()){vector.x = mesh->mNormals[i].x;vector.y = mesh->mNormals[i].y;vector.z = mesh->mNormals[i].z;vertex.Normal = vector;}// 纹理坐标。if (mesh->mTextureCoords[0]) // 该网格是否包含纹理坐标？{glm::vec2 vec;// 一个顶点最多可以包含8个不同的纹理坐标。因此，我们假设我们不会使用顶点可以具有多个纹理坐标的模型，因此我们始终使用第一个集合（0）。vec.x = mesh->mTextureCoords[0][i].x;vec.y = mesh->mTextureCoords[0][i].y;vertex.TexCoords = vec;// 切线vector.x = mesh->mTangents[i].x;vector.y = mesh->mTangents[i].y;vector.z = mesh->mTangents[i].z;vertex.Tangent = vector;// 双切线vector.x = mesh->mBitangents[i].x;vector.y = mesh->mBitangents[i].y;vector.z = mesh->mBitangents[i].z;vertex.Bitangent = vector;}elsevertex.TexCoords = glm::vec2(0.0f, 0.0f);vertices.push_back(vertex);}// 现在遍历每个网格的面（一个面是网格的三角形），并获取相应的顶点索引。for (unsigned int i = 0; i < mesh->mNumFaces; i++){aiFace face = mesh->mFaces[i];// 获取面的所有索引，并将它们存储在索引向量中。for (unsigned int j = 0; j < face.mNumIndices; j++)indices.push_back(face.mIndices[j]);}// 处理材质。aiMaterial* material = scene->mMaterials[mesh->mMaterialIndex];// 我们假设着色器中采样器名称的约定。每个漫反射纹理应命名为'texture_diffuseN'，其中N是从1到MAX_SAMPLER_NUMBER的连续数字。// 其他纹理也适用相同的命名约定，下面的列表总结了各个纹理的命名方式：// 漫反射纹理：texture_diffuseN// 高光反射纹理：texture_specularN// 法线纹理：texture_normalN// 1. 漫反射贴图vector<Texture> diffuseMaps = loadMaterialTextures(material, aiTextureType_DIFFUSE, "texture_diffuse");textures.insert(textures.end(), diffuseMaps.begin(), diffuseMaps.end());// 2. 镜面反射贴图vector<Texture> specularMaps = loadMaterialTextures(material, aiTextureType_SPECULAR, "texture_specular");textures.insert(textures.end(), specularMaps.begin(), specularMaps.end());// 3. 法线贴图std::vector<Texture> normalMaps = loadMaterialTextures(material, aiTextureType_HEIGHT, "texture_normal");textures.insert(textures.end(), normalMaps.begin(), normalMaps.end());// 4. 视差贴图std::vector<Texture> heightMaps = loadMaterialTextures(material, aiTextureType_AMBIENT, "texture_height");textures.insert(textures.end(), heightMaps.begin(), heightMaps.end());// 返回从提取的网格数据创建的网格对象。return Mesh(vertices, indices, textures);}// 检查给定类型的所有材质纹理，并在尚未加载时加载纹理。// 所需的信息以 Texture 结构体的形式返回。vector<Texture> loadMaterialTextures(aiMaterial* mat, aiTextureType type, string typeName){vector<Texture> textures;for (unsigned int i = 0; i < mat->GetTextureCount(type); i++){aiString str;mat->GetTexture(type, i, &str);// 检查纹理是否已加载，如果是，则继续下一次迭代：跳过加载新纹理。bool skip = false;for (unsigned int j = 0; j < textures_loaded.size(); j++){if (std::strcmp(textures_loaded[j].path.data(), str.C_Str()) == 0){textures.push_back(textures_loaded[j]);skip = true; // 已经加载了具有相同文件路径的纹理，请继续下一个（优化）。break;}}if (!skip){ // 如果纹理尚未加载，请加载它。Texture texture;texture.id = TextureFromFile(str.C_Str(), this->directory);texture.type = typeName;texture.path = str.C_Str();textures.push_back(texture);textures_loaded.push_back(texture); // 将其作为整个模型加载的纹理存储，以确保不会不必要地加载重复的纹理。}}return textures;}
};unsigned int TextureFromFile(const char* path, const string& directory, bool gamma)
{string filename = string(path);filename = directory + '/' + filename;unsigned int textureID;glGenTextures(1, &textureID);int width, height, nrComponents;unsigned char* data = stbi_load(filename.c_str(), &width, &height, &nrComponents, 0);if (data){GLenum format;if (nrComponents == 1)format = GL_RED;else if (nrComponents == 3)format = GL_RGB;else if (nrComponents == 4)format = GL_RGBA;glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, format, width, height, 0, format, GL_UNSIGNED_BYTE, data);glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);stbi_image_free(data);}else{std::cout << "Texture failed to load at path: " << path << std::endl;stbi_image_free(data);}return textureID;
}
#endif
stb_image.h头文件下载地址：
https://github.com/nothings/stb/blob/master/stb_image.h
（需要科学上网）
container2.png图片：
(请右键图片另存为到你的项目文件夹中)
container2_specular.png图片：
(请右键图片另存为到你的项目文件夹中)
stb_image_S.cpp源文件代码：
/* 预处理器会修改头文件，让其只包含相关的函数定义源码 */
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
/* 图像加载头文件 */
#include "stb_image.h"Model.cpp源文件代码：
/*** OpenGL学习——17.模型* 2024年2月20日**/#include <iostream>#include "glad/glad.h"
#include "GLFW/glfw3.h"
#include "glad/glad.c"
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>/* 着色器头文件 */
#include "SHADER_H.h"
/* 摄影机头文件 */
#include "camera.h"
/* 图像加载头文件 */
#include "stb_image.h"
/* 模型头文件 */
#include "MODEL_H.h"#pragma comment(lib, "glfw3.lib")
#pragma comment(lib, "opengl32.lib")
#pragma comment(lib, "assimp-vc140-mt.lib")
#pragma comment(lib, "assimp-vc140-mt.dll")/* 屏幕宽度 */
const int screenWidth = 1600;
/* 屏幕高度 */
const int screenHeight = 900;/* 摄影机初始位置 */
Camera camera(glm::vec3(0.0f, 0.0f, 3.0f));
float lastX = screenWidth / 2.0f;
float lastY = screenHeight / 2.0f;
bool firstMouse = true;/* 两帧之间的时间 */
float deltaTime = 0.0f;
float lastFrame = 0.0f;/* 灯光位置 */
glm::vec3 lightPos(0.0f, 0.0f, -2.0f);/* 这是framebuffer_size_callback函数的定义，该函数用于处理窗口大小变化的回调函数。当窗口的大小发生变化时，该函数会被调用，
它会设置OpenGL视口(Viewport)的大小，以确保渲染结果正确显示。 */
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{glViewport(0, 0, width, height);
}/* 处理用户输入 */
void processInput(GLFWwindow* window)
{/* 退出 */if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)glfwSetWindowShouldClose(window, true);/* 前进 */if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_W) == GLFW_PRESS)camera.ProcessKeyboard(FORWARD, deltaTime);/* 后退 */if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_S) == GLFW_PRESS)camera.ProcessKeyboard(BACKWARD, deltaTime);/* 左移 */if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_A) == GLFW_PRESS)camera.ProcessKeyboard(LEFT, deltaTime);/* 右移 */if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_D) == GLFW_PRESS)camera.ProcessKeyboard(RIGHT, deltaTime);/* 上升 */if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_SPACE) == GLFW_PRESS)camera.ProcessKeyboard(RISE, deltaTime);/* 下降 */if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_LEFT_SHIFT) == GLFW_PRESS)camera.ProcessKeyboard(FALL, deltaTime);
}/* 鼠标回调函数 */
void mouse_callback(GLFWwindow* window, double xposIn, double yposIn)
{float xpos = static_cast<float>(xposIn);float ypos = static_cast<float>(yposIn);if (firstMouse){lastX = xpos;lastY = ypos;firstMouse = false;}float xoffset = xpos - lastX;float yoffset = lastY - ypos;lastX = xpos;lastY = ypos;camera.ProcessMouseMovement(xoffset, yoffset);
}/* 滚轮回调函数 */
void scroll_callback(GLFWwindow* window, double xoffset, double yoffset)
{camera.ProcessMouseScroll(static_cast<float>(yoffset));
}/* 纹理加载函数 */
unsigned int loadTexture(char const* path)
{unsigned int textureID;glGenTextures(1, &textureID);int width, height, nrComponents;unsigned char* data = stbi_load(path, &width, &height, &nrComponents, 0);if (data){GLenum format;if (nrComponents == 1)format = GL_RED;else if (nrComponents == 3)format = GL_RGB;else if (nrComponents == 4)format = GL_RGBA;glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, format, width, height, 0, format, GL_UNSIGNED_BYTE, data);glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);//glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_BORDER);//glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_BORDER);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);stbi_image_free(data);}else{std::cout << "Texture failed to load at path: " << path << std::endl;stbi_image_free(data);}return textureID;
}int main()
{/* 这是GLFW库的初始化函数，用于初始化GLFW库的状态以及相关的系统资源。 */glfwInit();/* 下面两行代码表示使用OpenGL“3.3”版本的功能 *//* 这行代码设置OpenGL上下文的主版本号为3。这意味着我们希望使用OpenGL “3.几”版本的功能。 */glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);/* 这行代码设置OpenGL上下文的次版本号为3。这表示我们希望使用OpenGL “几.3”版本的功能。 */glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);/* 这行代码设置OpenGL的配置文件为核心配置文件(Core Profile)。核心配置文件是3.2及以上版本引入的，移除了一些已经被认为过时或不推荐使用的功能。 */glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);/* 这行代码的作用是设置OpenGL上下文为向前兼容模式，但该程序无需向后兼容，所以注释掉 *///glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);/* 这行代码创建一个名为"LearnOpenGL"的窗口，窗口的初始宽度为800像素，高度为600像素。最后两个参数为可选参数，用于指定窗口的监视器（显示器），在此处设置为NULL表示使用默认的显示器。函数返回一个指向GLFWwindow结构的指针，用于表示创建的窗口。 */GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(screenWidth, screenHeight, "LearnOpenGL", NULL, NULL);/* 这是一个条件语句，判断窗口是否成功创建。如果窗口创建失败，即窗口指针为NULL，执行if语句块内的代码。 */if (window == NULL){/* 这行代码使用C++标准输出流将字符串"Failed to create GLFW window"打印到控制台。即打印出“GLFW窗口创建失败”的错误信息。 */std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;/* 这行代码用于终止GLFW库的运行，释放相关的系统资源。 */glfwTerminate();/* 这是main函数的返回语句，表示程序异常结束并返回-1作为退出码。在C++中，返回负数通常表示程序发生错误或异常退出。 */return -1;}/* 这行代码将指定的窗口的上下文设置为当前上下文。它告诉OpenGL将所有渲染操作应用于指定窗口的绘图缓冲区。* 这是为了确保OpenGL在正确的窗口上进行渲染。 */glfwMakeContextCurrent(window);/* 这是一个条件语句，用于检查GLAD库的初始化是否成功。gladLoadGLLoader函数是GLAD库提供的函数，用于加载OpenGL函数指针。glfwGetProcAddress函数是GLFW库提供的函数，用于获取特定OpenGL函数的地址。这行代码将glfwGetProcAddress函数的返回值转换为GLADloadproc类型，并将其作为参数传递给gladLoadGLLoader函数。如果初始化失败，即返回值为假（NULL），则执行if语句块内的代码。 */if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)){/* 这行代码使用C++标准输出流将字符串"Failed to initialize GLAD"打印到控制台。即打印出“GLAD库初始化失败”的错误信息。 */std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;/* 这是main函数的返回语句，表示程序异常结束并返回-1作为退出码。在C++中，返回负数通常表示程序发生错误或异常退出。 */return -1;}/* 渲染之前必须告诉OpenGL渲染窗口的尺寸大小，即视口(Viewport)，这样OpenGL才只能知道怎样根据窗口大小显示数据和坐标。 *//* 这行代码设置窗口的维度(Dimension)，glViewport函数前两个参数控制窗口左下角的位置。第三个和第四个参数控制渲染窗口的宽度和高度（像素）。 *//* 实际上也可以将视口的维度设置为比GLFW的维度小，这样子之后所有的OpenGL渲染将会在一个更小的窗口中显示，* 这样子的话我们也可以将一些其它元素显示在OpenGL视口之外。 */glViewport(0, 0, screenWidth, screenHeight);/* 这行代码设置了窗口大小变化时的回调函数，即当窗口大小发生变化时，framebuffer_size_callback函数会被调用。 */glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);/* 鼠标回调 */glfwSetCursorPosCallback(window, mouse_callback);/* 滚轮回调 */glfwSetScrollCallback(window, scroll_callback);/* 隐藏光标 */glfwSetInputMode(window, GLFW_CURSOR, GLFW_CURSOR_DISABLED);/* 开启深度测试 */glEnable(GL_DEPTH_TEST);/* 着色器文件 */Shader lightingShader("vs_multiple_lights.txt", "fs_multiple_lights.txt");Shader lightCubeShader("vs_light_cube.txt", "fs_light_cube.txt");/* 模型文件 */Model ourModel("resources/models/obj/Space Station Scene.obj");/* 定义顶点坐标数据的数组 */float vertices[] ={// 顶点坐标 // 法向量 //纹理坐标// +X面0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 右上角0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 右下角0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 左下角0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 左上角// -X面 -0.5f, 0.5f, 0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 右上角-0.5f, -0.5f, 0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 右下角-0.5f, -0.5f, -0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 左下角-0.5f, 0.5f, -0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 左上角// +Y面 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 右上角0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 右下角-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 左下角-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 左上角// -Y面 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, // 右上角0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 右下角-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 左下角-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, // 左上角// +Z面 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, // 右上角0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, // 右下角-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, // 左下角-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, // 左上角// -Z面 -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, // 右上角-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f, // 右下角0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, // 左下角0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f // 左上角};/* 定义索引数据的数组 */unsigned int indices[] ={// 注意索引从0开始! 此例的索引(0,1,2,3)就是顶点数组vertices的下标，这样可以由下标代表顶点组合成矩形// +X面0, 1, 3, // 第一个三角形1, 2, 3, // 第二个三角形// -X面4, 5, 7, // 第一个三角形5, 6, 7, // 第二个三角形// +Y面8, 9, 11, // 第一个三角形9, 10, 11, // 第二个三角形// -Y面12, 13, 15, // 第一个三角形13, 14, 15, // 第二个三角形// +Z面16, 17, 19, // 第一个三角形17, 18, 19, // 第二个三角形// -Z面20, 21, 23, // 第一个三角形21, 22, 23, // 第二个三角形};/* 方块的位置 */glm::vec3 cubePositions[] = {glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f),glm::vec3(2.0f, 5.0f, -7.0f),glm::vec3(-1.5f, -2.2f, -2.5f),glm::vec3(-3.8f, -2.0f, -6.3f),glm::vec3(2.4f, -0.4f, -3.5f),glm::vec3(-1.7f, 3.0f, -7.5f),glm::vec3(1.3f, -2.0f, -2.5f),glm::vec3(1.5f, 2.0f, -4.5f),glm::vec3(3.5f, 0.2f, -1.5f),glm::vec3(-1.3f, 1.0f, -1.5f)};/* 光源的位置 */glm::vec3 pointLightPositions[] = {glm::vec3(0.7f, 0.2f, 2.0f),glm::vec3(2.3f, -3.3f, -4.0f),glm::vec3(-4.0f, 2.0f, -12.0f),glm::vec3(0.0f, 0.0f, -3.0f)};/* 光源的颜色 */glm::vec3 pointLightColors[] = {glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f),glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f),glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f),glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f)};/* 创建顶点数组对象（cubeVAO）（lightCubeVAO），顶点缓冲对象（VBO）和元素缓冲对象（EBO） */unsigned int cubeVAO, lightCubeVAO;unsigned int VBO;unsigned int EBO;glGenVertexArrays(1, &cubeVAO);glGenVertexArrays(1, &lightCubeVAO);glGenBuffers(1, &VBO);glGenBuffers(1, &EBO);/* cubeVAO *//* 绑定顶点数组对象，顶点缓冲对象和元素缓冲对象 */glBindVertexArray(cubeVAO);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);/* 将顶点数据复制到顶点缓冲对象中 */glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);/* 将索引数据复制到元素缓冲对象中 */glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);/* 设置顶点属性指针，指定如何解释顶点数据 */glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)0); // 顶点坐标/* 启用顶点属性 */glEnableVertexAttribArray(0);/* 设置顶点属性指针，指定如何解释顶点数据 */glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float))); // 法向量/* 启用顶点属性 */glEnableVertexAttribArray(1);glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(6 * sizeof(float)));glEnableVertexAttribArray(2);/* lightCubeVAO *//* 绑定顶点数组对象，顶点缓冲对象和元素缓冲对象 */glBindVertexArray(lightCubeVAO);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);/* 将顶点数据复制到顶点缓冲对象中 */glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);/* 将索引数据复制到元素缓冲对象中 */glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);/* 设置顶点属性指针，指定如何解释顶点数据 */glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)0); // 顶点坐标/* 启用顶点属性 */glEnableVertexAttribArray(0);/* 解绑顶点数组对象，顶点缓冲对象和元素缓冲对象 */glBindVertexArray(0);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);/* 告诉stb_image.h在加载纹理时翻转图像的y轴 */stbi_set_flip_vertically_on_load(true);/* 材质 */unsigned int diffuseMap = loadTexture("resources/images/container2.png");unsigned int specularMap = loadTexture("resources/images/container2_specular.png");lightingShader.use();/* 材质漫反射 */lightingShader.setInt("material.diffuse", 0);/* 材质镜面反射 */lightingShader.setInt("material.specular", 1);/* 这是一个循环，只要窗口没有被要求关闭，就会一直执行循环内的代码。 */while (!glfwWindowShouldClose(window)){float currentFrame = static_cast<float>(glfwGetTime());deltaTime = currentFrame - lastFrame;lastFrame = currentFrame;/* 这行代码调用processInput函数，用于处理用户输入。 */processInput(window);/* 这行代码设置清空颜色缓冲区时的颜色。在这个示例中，将颜色设置为浅蓝色。 */glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);/* 这行代码清空颜色缓冲区，以准备进行下一帧的渲染。 */glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);/* 清除深度缓冲 */glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);/* 使用着色器程序 */lightingShader.use();/* 摄影机位置 */lightingShader.setVec3("viewPos", camera.Position);/* 灯光特性 */glm::vec3 lightColor;lightColor.x = static_cast<float>(1.0f);lightColor.y = static_cast<float>(1.0f);lightColor.z = static_cast<float>(1.0f);glm::vec3 diffuseColor = lightColor * glm::vec3(0.8f);glm::vec3 ambientColor = diffuseColor * glm::vec3(0.2f);/* 平行光 */glm::vec3 sun_direction(-(float)sin(glfwGetTime()), -(float)cos(glfwGetTime()), 0.0f);lightingShader.setVec3("dirLight.direction", sun_direction);lightingShader.setVec3("dirLight.ambient", ambientColor);lightingShader.setVec3("dirLight.diffuse", diffuseColor);lightingShader.setVec3("dirLight.specular", 1.0f, 1.0f, 1.0f);/* 点光源 */for (int i = 0; i < 4; i++){std::stringstream ss;ss.str(""); // 清空字符串流ss << "pointLights[" << i << "].position";std::string position = ss.str();ss.str(""); // 清空字符串流ss << "pointLights[" << i << "].ambient";std::string ambient = ss.str();ss.str(""); // 清空字符串流ss << "pointLights[" << i << "].diffuse";std::string diffuse = ss.str();ss.str(""); // 清空字符串流ss << "pointLights[" << i << "].specular";std::string specular = ss.str();ss.str(""); // 清空字符串流ss << "pointLights[" << i << "].constant";std::string constant = ss.str();ss.str(""); // 清空字符串流ss << "pointLights[" << i << "].linear";std::string linear = ss.str();ss.str(""); // 清空字符串流ss << "pointLights[" << i << "].quadratic";std::string quadratic = ss.str();/* 灯光特性 */glm::vec3 lightColor = pointLightColors[i];glm::vec3 diffuseColor = lightColor * glm::vec3(0.8f);glm::vec3 ambientColor = diffuseColor * glm::vec3(0.2f);/* 光照属性设置 */lightingShader.setVec3(position.c_str(), pointLightPositions[i]);lightingShader.setVec3(ambient.c_str(), ambientColor);lightingShader.setVec3(diffuse.c_str(), diffuseColor);lightingShader.setVec3(specular.c_str(), 1.0f, 1.0f, 1.0f);/* 衰减 */lightingShader.setFloat(constant.c_str(), 1.0f);lightingShader.setFloat(linear.c_str(), 0.09f);lightingShader.setFloat(quadratic.c_str(), 0.032f);}/* 聚光 */lightingShader.setVec3("spotLight.position", camera.Position);lightingShader.setVec3("spotLight.direction", camera.Front);lightingShader.setFloat("spotLight.cutOff", glm::cos(glm::radians(17.0f)));lightingShader.setFloat("spotLight.outerCutOff", glm::cos(glm::radians(20.0f)));lightingShader.setVec3("spotLight.ambient", ambientColor);lightingShader.setVec3("spotLight.diffuse", diffuseColor);lightingShader.setVec3("spotLight.specular", 1.0f, 1.0f, 1.0f);/* 衰减 */lightingShader.setFloat("spotLight.constant", 1.0f);lightingShader.setFloat("spotLight.linear", 0.09f);lightingShader.setFloat("spotLight.quadratic", 0.032f);/* 材质特性 */lightingShader.setFloat("material.shininess", 64.0f);/* 视角矩阵 */glm::mat4 view = glm::mat4(1.0f);view = camera.GetViewMatrix();/* 透视矩阵 */glm::mat4 projection = glm::mat4(1.0f);projection = glm::perspective(glm::radians(camera.Zoom), (float)screenWidth / (float)screenHeight, 0.1f, 500.0f);/* 将视图矩阵的值传递给对应的uniform */lightingShader.setMat4("view", view);/* 将投影矩阵的值传递给对应的uniform */lightingShader.setMat4("projection", projection);/* 模型矩阵 */glm::mat4 model;/* 绑定顶点数组对象 */glBindVertexArray(cubeVAO);for (unsigned int i = 0; i < 10; i++){/* 计算每个对象的模型矩阵，并在绘制之前将其传递给着色器 */model = glm::mat4(1.0f);/* 移动 */model = glm::translate(model, cubePositions[i]);/* 旋转 */model = glm::rotate(model, (float)glfwGetTime() * (i + 1) / 5, glm::vec3(-0.5f + ((float)i / 20.0), 1.0f, 0.0f));/* 将模型矩阵的值传递给对应的uniform */lightingShader.setMat4("model", model);/* 绑定漫反射贴图 */glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 0);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, diffuseMap);/* 绑定镜面反射贴图 */glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 1);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, specularMap);/* 绘制矩形 */glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_INT, 0);}model = glm::mat4(1.0f);model = glm::translate(model, glm::vec3(0.0f, -7.0f, 0.0f)); // translate it down so it's at the center of the scenemodel = glm::scale(model, glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f)); // it's a bit too big for our scene, so scale it downlightingShader.setMat4("model", model);ourModel.Draw(lightingShader);/* 使用着色器程序 */lightCubeShader.use();/* 将投影矩阵的值传递给对应的uniform */lightCubeShader.setMat4("projection", projection);/* 将视图矩阵的值传递给对应的uniform */lightCubeShader.setMat4("view", view);for (unsigned int i = 0; i < 4; i++){/* 灯方块颜色 */lightCubeShader.setVec3("lightCubeColor", pointLightColors[i]);/* 赋值为单位矩阵 */model = glm::mat4(1.0f);/* 移动 */model = glm::translate(model, pointLightPositions[i]);/* 缩放 */model = glm::scale(model, glm::vec3(0.2f));/* 将模型矩阵的值传递给对应的uniform */lightCubeShader.setMat4("model", model);/* 绑定顶点数组对象 */glBindVertexArray(lightCubeVAO);/* 绘制矩形 */glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_INT, 0);}/* 这行代码交换前后缓冲区，将当前帧的渲染结果显示到窗口上。 */glfwSwapBuffers(window);/* 这行代码处理窗口事件，例如键盘输入、鼠标移动等。它会检查是否有事件发生并触发相应的回调函数。 */glfwPollEvents();}/* 删除顶点数组对象 */glDeleteVertexArrays(1, &cubeVAO);/* 删除顶点缓冲对象 */glDeleteBuffers(1, &VBO);/* 删除元素缓冲对象 */glDeleteBuffers(1, &EBO);/* 删除着色器程序 */lightingShader.deleteProgram();lightCubeShader.deleteProgram();/* 这行代码终止GLFW库的运行，释放相关的系统资源。 */glfwTerminate();/* 程序结束，返回0 */return 0;
}运行结果：
注意！该程序操作方式如下：
WSAD键控制前后左右移动，空格键飞行，shift键下降，
鼠标移动控制视角，鼠标滚轮控制视野缩放。
Esc键退出程序。
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
另外在运行程序时，请打开键盘的英文大写锁定，
否则按shift之后会跳出中文输入法。
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
如有建议、疑问或任何其他想法，都欢迎在下方的评论区留言！您的反馈对于我改善和扩展本文的内容非常重要。我鼓励各位读者分享经验、提出问题或分享有关OpenGL模型的其他相关信息。无论您是对本文内容有所补充，还是对某个特定主题有深入的了解，您的参与将使这篇博客文章更加丰富和有益。
如果您在学习过程中遇到困难，需要更多的指导或者想要分享您的项目经验，都请不要犹豫，留下您的评论。我将竭诚回复您的问题并与您互动讨论。我们可以一起分享OpenGL模型的技巧、最佳实践和应用案例。
感谢您阅读本博客文章，并期待与您的互动！让我们共同探索OpenGL模型的精彩世界，互相学习和成长！
