坐标系统

我们为上述的每一个步骤都创建了一个变换矩阵：模型矩阵、观察矩阵和投影矩阵。一个顶点坐标将会根据以下过程被变换到裁剪坐标：

V c l i p = M p r o j e c t i o n \cdot M v i e w \cdot M m o d e l \cdot V

注意矩阵运算的顺序是相反的（记住我们需要从右往左阅读矩阵的乘法）。最后的顶点应该被赋值到顶点着色器中的gl_Position，OpenGL将会自动进行透视除法和裁剪。

顶点着色器的输出要求所有的顶点都在裁剪空间内，这正是我们刚才使用变换矩阵所做的。OpenGL然后对裁剪坐标执行透视除法从而将它们变换到标准化设备坐标。

OpenGL会使用glViewPort内部的参数来将标准化设备坐标映射到屏幕坐标，每个坐标都关联了一个屏幕上的点（在我们的例子中是一个800x600的屏幕）。这个过程称为视口变换。

1     //创建一个正射投影矩阵
2     //前两个参数指定了平截头体的左右坐标，第三四个三叔指定了平截头体的底部和顶部，通过这四个参数我们定义了近平面和远平面的大小
3     //然后第五个和第六个参数则定义了近平面和远平面的距离，这个投影矩阵会将这些处于这些x, y, z值范围内的坐标变换为标准化设备坐标
4     glm::ortho(0.0f, 800.0f, 0.0f, 600.0f, 0.1f, 100.0f);

1 //创建一个透视投影矩阵
2     //第一个参数定义了fov的值，它表示的是视野（Fiele of View), 并且设置了观察空间的大小，如果想要一个真实的观察效果，它的值通常设置为
3     //45.0f, 但想要一个末日风格的结果你可以将其设置一个更大的值。
4     //第二个参数设置了宽高比，有视口的宽除以高所得，
5     //第三四个参数设置了平头截体的近和远平面，我们通常设置近距离为0.1f， 而远距离设为100.0f, 所有在近平面和远平面内切处于平截头体内的顶点都会被渲染
6     glm::mat4 proj = glm::perspective(glm::radians(45.0f), (float)width / (float)height, 0.1f, 100.0f);

 1 //创建一个模型矩阵
 2     glm::mat4 model;
 3     model = glm::rotate(model, glm::radians(-55.0f), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));    //绕x轴旋转-55度
 4 
 5     //创建一个观察矩阵
 6     glm::mat4 view;
 7     view = glm::translate(view, glm::vec3(0.0f, 0.0f,-3.0f));    //注意，我们将矩阵向们要进行移动场景的反方向移动， vec3为转轴
 8 
 9     GLfloat screenWidth = 800;
10     GLfloat screenHeight = 600;
11     //创建一个投影矩阵(此处是透视投影）
12     glm::mat4 projection;
13 
14     projection = glm::perspective(glm::radians(45.0f), screenWidth / screenHeight, 0.1f, 100.0f);　　//宽高比应与窗口宽高比例一致

在顶点着色器中分别为三个变换矩阵声明一个uniform,然后将它乘以顶点坐标，注意矩阵运算的顺序是相反的（记住我们需要从右往左阅读矩阵的乘法）Vclip=Mprojection⋅Mview⋅Mmodel⋅Vlocal

1 　　　　int modelLoc = glGetUniformLocation(ourShader.ID, "model");
2         glUniformMatrix4fv(modelLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(model));
3 
4         glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "view"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(view));
5         glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "projection"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projection));

创建10个立方体

 1 float vertices[] = {
 2         -0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 0.0f,
 3         0.5f, -0.5f, -0.5f,  1.0f, 0.0f,
 4         0.5f,  0.5f, -0.5f,  1.0f, 1.0f,
 5         0.5f,  0.5f, -0.5f,  1.0f, 1.0f,
 6         -0.5f,  0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
 7         -0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 0.0f,
 8 
 9         -0.5f, -0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
10         0.5f, -0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
11         0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 1.0f,
12         0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 1.0f,
13         -0.5f,  0.5f,  0.5f,  0.0f, 1.0f,
14         -0.5f, -0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
15 
16         -0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
17         -0.5f,  0.5f, -0.5f,  1.0f, 1.0f,
18         -0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
19         -0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
20         -0.5f, -0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
21         -0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
22 
23         0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
24         0.5f,  0.5f, -0.5f,  1.0f, 1.0f,
25         0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
26         0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
27         0.5f, -0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
28         0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
29 
30         -0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
31         0.5f, -0.5f, -0.5f,  1.0f, 1.0f,
32         0.5f, -0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
33         0.5f, -0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
34         -0.5f, -0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
35         -0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
36 
37         -0.5f,  0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f,
38         0.5f,  0.5f, -0.5f,  1.0f, 1.0f,
39         0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
40         0.5f,  0.5f,  0.5f,  1.0f, 0.0f,
41         -0.5f,  0.5f,  0.5f,  0.0f, 0.0f,
42         -0.5f,  0.5f, -0.5f,  0.0f, 1.0f
43     };
44 
45     //在一个glm::vec3数组中定义10个立方体的位置
46     glm::vec3 cubePosition[] = {
47         glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f),
48         glm::vec3(2.0f, 5.0f, -15.0f),
49         glm::vec3(-1.5f, -2.2f, -2.5f),
50         glm::vec3(-3.8f, -2.0f, -12.3f),
51         glm::vec3(2.4f, -0.4f, -3.5f),
52         glm::vec3(-1.7f, 3.0f, -7.5f),
53         glm::vec3(1.3f, -2.0f, -2.5f),
54         glm::vec3(1.5f, 2.0f, -2.5f),
55         glm::vec3(1.5f, 0.2f, -1.5f),
56         glm::vec3(-1.3f, 1.0f, -1.5f)
57     };

 1 　　　　glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "view"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(view));
 2    　　    glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "projection"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projection));
 3　　　　 glBindVertexArray(VAO);
 4         for (unsigned int i = 0; i < 10; i++)
 5         {
 6             glm::mat4 model;
 7             model = glm::translate(model, cubePosition[i]);
 8             float angle = 20.0f * i;
 9             if (i % 4 == 0)
10             angle = glfwGetTime() * (25.0f + i * 10) ;
11             //model = glm::rotate(model, glm::radians(angle), glm::vec3(1.0f, 0.3f, 0.5f));
12             model = glm::rotate(model, glm::radians(angle), glm::vec3((0.1 * i), 0.3f, 0.05 * i));　　//转动立方体，vec3为绕着转动的轴
13             glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "model"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(model));　　
14             glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);