第一个3D项目

运行结果

1. 加载网格

实际项目中，我们通常会使用3D建模软件（如Blender）来创建3D模型，然后导出成3D模型文件。常见的3D模型文件格式：

本书以ply格式的网格文件为例进行讲解。

1.1. ply格式

ply格式是一种文本格式，用于存储几何数据。ply文件由三部分组成：文件头、顶点数据和面数据。
以下是一个ply文件的示例：

ply
format ascii 1.0
comment Created by Blender 2.78 (sub 0) - www.blender.org, source file: ''
element vertex 2888
property float x
property float y
property float z
property float nx
property float ny
property float nz
property float s
property float t
element face 4608
property list uchar uint vertex_indices
end_header
1.230615 0.000000 0.062500 0.966216 0.000000 0.257637 0.885800 0.533702
1.236315 0.081032 0.000000 0.997833 0.065401 0.000000 0.876726 0.518244
1.227978 0.080486 0.062500 0.964141 0.063173 0.257637 0.889176 0.520619
1.220087 0.160628 0.062500 0.957945 0.126102 0.257637 0.892807 0.508354
1.196345 0.157502 0.120813 0.859737 0.113163 0.498032 0.905209 0.510896
1.204082 0.078920 0.120813 0.865291 0.056703 0.498032 0.901627 0.522993

openFrameworks提供了ofMesh类来加载ply文件。ofMesh类是一个三维网格类，用于存储顶点和面信息。ofMesh类提供了load方法来加载ply文件。load方法的参数是ply文件的路径。

ofMesh mesh;
mesh.load("mesh.ply");

透视投影

透视投影是一种常见的投影方式，它可以将3D场景映射到2D屏幕上。透视投影可以将远处的物体缩小，而近处的物体放大，从而产生近大远小的效果。
glm::perspective函数用于创建透视投影矩阵。该函数接受四个参数：

1. fovy：视角，单位为弧度。
2. aspect：宽高比。
3. near：近平面距离。
4. far：远平面距离。
5. 返回值：透视投影矩阵。

glm::mat4 projection = glm::perspective(glm::radians(45.0f), (float)width / (float)height, 0.1f, 100.0f);

ofApp.cpp

void ofApp::setup()
{

	ofDisableArbTex();
	ofEnableDepthTest();
	torusMesh.load("torus.ply");
	torusShader.load("torus.vert", "torus.frag");
	
}
//--------------------------------------------------------------

void ofApp::draw()
{
	using namespace glm;
	cameraData.position=vec3(0, 0, 1);
	cameraData.fov=radians(90.f);
	float aspect=1024.0f/768.0f;

	mat4 model=glm::rotate(1.0f,vec3(1,1,1))*scale(vec3(0.5,0.5,0.5));
	mat4 view=glm::inverse(glm::translate(cameraData.position));
	mat4 proj=glm::perspective(cameraData.fov,aspect,0.01f,100.0f);
	mat4 mvp=proj*view*model;

	torusShader.begin();
	torusShader.setUniformMatrix4f("mvp", mvp);
	torusMesh.draw();
	torusShader.end();
}

torus.vert

#version 410

layout (location = 0) in vec3 pos;
layout (location = 3) in vec2 uv;

uniform mat4 mvp;
out vec2 fragUV;

void main()
{
	gl_Position =  vec4( pos, 1.0);
	gl_Position = mvp * gl_Position;
	fragUV = vec2(uv.x, 1.0-uv.y);
}

torus.frag

#version 410

in vec2 fragUV;

out vec4 outCol;

void main()
{
	outCol = vec4(fragUV, 0.0, 1.0);

}

重点

1. c++中mvp矩阵的计算
2. 顶点着色器中gl_Position的计算，以及mvp矩阵的传递，从而得到该顶点在屏幕上的位置。
3. 片元着色器中采用fragUV作为片元的颜色。