1.7.1 In practice

GLM

安装GLM - OpenGL Mathematics

使用GLM 对向量进行变换

#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>

int main()
{
    glm::vec4 vec(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glm::mat4 trans = glm::mat4(1.0f);
    trans = glm::translate(trans, glm::vec3(1.0f, 1.0f, 0.0f));
    vec = trans * vec;
    std::cout << vec.x << vec.y << vec.z << std::endl;
    return 0;
}

行号	功能	说明
1-3	需要用到的头文件
7	要进行变换的vector
8	创建一个 identity matrix	GLM 0.9.9及以上版本需要显示初始化为单位矩阵，否则矩阵内元素全部为0
9	创建最终的trans 矩阵	第二个参数为要进行的trans vector
10	应用变换

输出：

210

x、y的值按照translate中的参数增加

在OpenGL中使用

1. 创建变换矩阵

glm::mat4 trans = glm::mat4(1.0f);
trans = glm::rotate(trans, glm::radians(90.0f), glm::vec3(0.0, 0.0, 1.0));
trans = glm::scale(trans, glm::vec3(0.5, 0.5, 0.5));

行号	功能	说明
2	绕z轴逆时针旋转90°	"the axis that we rotate around should be a unit vector"：旋转轴向量需要是单位向量 "GLM expects its angles in radians"：需要将角度转化为弧度
3	缩小为原来的一半

相关信息

First we scale the container by 0.5 on each axis and then rotate the container 90 degrees around the Z-axis.

问：原文描述为先scale 后rotate，但是代码中先调用的rotate，后调用的scale，所以变换函数是将第一个参数右乘上第二个参数构成的矩阵？所以复合多个变换时需要按照从左到右的顺序调用变换函数。

2. 在vs中应用变换

shader.vs

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec2 aTexCoord;

out vec2 TexCoord;
  
uniform mat4 transform;

void main()
{
    gl_Position = transform * vec4(aPos, 1.0f);
    TexCoord = aTexCoord;
}

行号	功能	说明
7	声明要使用的矩阵变量
11	应用

3. 传递矩阵参数

unsigned int transformLoc = glGetUniformLocation(shader.ID, "transform");
glUniformMatrix4fv(transformLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(trans));

行号	功能	说明
1	获取uniform变量地址
2	传递矩阵值

void glUniformMatrix4fv(	GLint location,
 	GLsizei count,
 	GLboolean transpose,
 	const GLfloat *value);

参数	值	用途	说明
transpose	GL_FALSE/GL_TRUE	For the matrix commands, specifies whether to transpose the matrix as the values are loaded into the uniform variable.	和矩阵元素在内存中的的存储顺序有关图片来源：Row- and column-major order - Wikipedia OpenGL使用Column-major order，GLM默认也是该顺序，所以将GLM构造的矩阵传递给shader时不需要 transpose 可能的原理：行主序存储的矩阵，转置之后原来a12 变成了a21，还是按照行主序进行存储。传递给shader时传递的元素值为a11、a21、a31 和 列主序传递的元素值相同
value		For the vector and matrix commands, specifies a pointer to an array of count values that will be used to update the specified uniform variable	GLM stores their matrices' data in a way that doesn't always match OpenGL's expectations 需要用glm::value_ptr转换为符合OpenGL要求的数据

4. 效果
   

动态变换

让笑脸旋转

    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
		//...
        // create transformations
        glm::mat4 transform = glm::mat4(1.0f); // make sure to initialize matrix to identity matrix first
        transform = glm::translate(transform, glm::vec3(0.5f, -0.5f, 0.0f));
        transform = glm::rotate(transform, (float)glfwGetTime(), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
        // get matrix's uniform location and set matrix
	}

在render loop 中更新旋转的角度
先绕z轴旋转，然后再进行移动

glfwGetTime() 返回的是距离GLFW初始化完成，到调用时的时间间隔。
打印的初始值：0.240378（随机值） ，也就是说初始旋转了0.24弧度。
效果：