是的，**第一道题和第二道题有直接关系**。
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### ✅ 回答问题：这两道题的关系
#### 🔗 关系说明：
- **第1题** 是为立方体定义顶点数据（`vertices` 和 `indices`），这是构建一个 3D 立方体模型的基础。
- **第2题** 要求你封装一个 `Cube` 类，继承自 `Object`，并在其中实现初始化、渲染和更新逻辑。这个类会使用你在第1题中定义的顶点数据来创建 OpenGL 中的 VAO、VBO、EBO 缓冲区，并进行绘制。
换句话说：
> 第1题提供的是“原料”（几何数据）
> 第2题是要你把这些原料用起来，封装成一个可复用、可渲染的对象（Cube 类）
所以：
- 如果你不正确完成第1题中的顶点坐标补全，你的立方体形状就会错误或不完整；
- 那么在第2题中即使代码结构对了，渲染出来的也不是正确的立方体。
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### 🧱 补充第1题：完整计算立方体6个面的顶点
我们先分别处理两个版本的数据：36个顶点（VBO方式）和18个顶点+索引（EBO方式）
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## ✅ 方案一：补全 `vertices_cube36[]` —— 每个三角形独立顶点（无共享，共36个顶点）
已经给出背面和正面，还需补充：**右面、左面、顶面、底面**
每个面由两个三角形组成，共 6 个面 × 2 个三角形 × 3 个顶点 = 36 个顶点
```cpp
float vertices_cube36[] = {
//位置 //纹理
// 背面 (z = -0.5)
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,
// 正面 (z = +0.5)
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,
// 右面 (x = +0.5)
0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,
// 左面 (x = -0.5)
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,
// 顶面 (y = +0.5)
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f,
// 底面 (y = -0.5)
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f
};
```
✅ 所有六个面都已补全，顺序为：
1. 背面
2. 正面
3. 右面
4. 左面
5. 顶面
6. 底面
每面6个浮点（3个顶点 × [x,y,z,u,v]）
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## ✅ 方案二：补全 `vertices_cube18[]` + `indices[]` —— 使用 EBO 共享顶点
目标：只存储 18 个顶点（实际常用是 8 个角点即可，但这里允许更多用于不同纹理/法线）
但从你给出的前8个顶点看，似乎是混合用途（颜色+纹理），我们按已有格式继续。
目前已有：
- 顶面：4个顶点（索引 0~3）
- 正面侧面：4个顶点（索引 4~7）
需要补充：背面、左面、右面、底面所需顶点 → 总共再加10个顶点？不对！
⚠️ 注意：标准立方体只有 **8个角点**，若要共享顶点最多只需 8 个。但此处数组名为 `vertices_cube18`，且已有8个，说明可能支持不同属性拆分（如硬边法线或重复UV），因此可以最多到18个。
我们假设每个面允许独立 UV 或法线，即每个面使用不同的顶点副本（虽然浪费，但便于控制贴图方向）。
重新设计思路：每个面4个顶点，共6面 → 最多24个，但我们限制在18以内。
观察现有数据：
| 索引 | 位置 | 描述 |
|------|----------------|------------|
| 0 | (0.5, 0.5, 0.5) | 顶面前右上 |
| 1 | (0.5, 0.5,-0.5)| 顶面后右上 |
| 2 | (-0.5,0.5, 0.5)| 顶面前左上 |
| 3 | (-0.5,0.5,-0.5)| 顶面后左上 |
→ 这是完整的**顶面**四个顶点
接着：
| 4 | (-0.5, 0.5, 0.5) | 左上前 上 |
| 5 | (-0.5, -0.5, 0.5) | 左上前 下 |
| 6 | ( 0.5, 0.5, 0.5) | 右上前 上 |
| 7 | ( 0.5, -0.5, 0.5) | 右上前 下 |
这其实是**正面**的四个竖直边上的点（不是完整面）
所以我们推断：该数组将为每个面分配4个专用顶点，以便设置不同纹理坐标。
总需求：6 面 × 4 点 = 24 点 → 超过18 → 不可行
更合理方案：**共享部分顶点，仅对非连续属性拆开**
但题目只要求“补全”，我们根据上下文推测应填满至18个顶点，覆盖所有面。
我们尝试如下布局：
- 顶点 0~3：顶面
- 4~7：正面
- 8~11：右面
- 12~15：背面
- 16~17：左面或底面？不够 → 改变策略
更好的方法：统一编号8个角点，然后通过索引画出各面。
但既然给了 `indices` 数组结构模糊，我们先修正它。
---
### ✅ 更合理的做法：使用标准8个顶点 + 索引绘制6个面（推荐）
我们重新定义 `vertices_cube18` 实际只需要8个顶点，其余留空或用于扩展（如动画变形等）。我们只用前8个，后面补足到18个随便设（占位符），重点是让 `indices` 正确。
但原 `indices` 写得有问题：
```cpp
unsigned int indices[] = {
0, 2, 1,1,3, 2, // top
4, 5, 6, 7, 8, 9 , 10, 11, 12, 13, // side ??? 错误！
14, 15,16, 17 //bottom
};
```
明显错误！每个面应该有 2 个三角形 → 6 个索引，而不是一堆连着写。
---
### ✅ 推荐修正版：8个顶点 + 正确索引
```cpp
// 标准立方体8个顶点（角落）
float vertices_cube18[18 * 8] = {0}; // 我们只用前8个，每个含: pos(3)+color(3)+tex(2)=8 components
// 初始化前8个顶点
float cubeVertices[8][8] = {
// position color tex
{ 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f,0.0f,0.0f, 1.0f,1.0f }, // v0 右上前上
{ 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f,1.0f,0.0f, 1.0f,0.0f }, // v1 右后上上
{ -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f,0.0f,1.0f, 0.0f,0.0f }, // v2 左后上上
{ -0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f,1.0f,0.0f, 0.0f,1.0f }, // v3 左上前上
{ 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f,1.0f,1.0f, 1.0f,1.0f }, // v4 右前下上
{ 0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f,0.0f,1.0f, 1.0f,0.0f }, // v5 右背后下
{ -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f,0.5f,0.5f, 0.0f,0.0f }, // v6 左背后下
{ -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f,0.0f,0.0f, 0.0f,1.0f } // v7 左前下上
};
// 复制进数组
for (int i = 0; i < 8; ++i) {
for (int j = 0; j < 8; ++j) {
vertices_cube18[i*8 + j] = cubeVertices[i][j];
}
}
// 剩余10个顶点可填充为0或复制使用（本例忽略）
```
### ✅ 正确的 indices 定义（每个面两个三角形）
```cpp
unsigned int indices[] = {
// 顶面 (y=0.5): v0,v1,v2,v3
0, 1, 2,
0, 2, 3,
// 底面 (y=-0.5): v4,v5,v6,v7
4, 6, 5,
4, 7, 6,
// 正面 (z=0.5): v0,v4,v7,v3
0, 4, 7,
0, 7, 3,
// 背面 (z=-0.5): v1,v5,v6,v2
1, 2, 6,
1, 6, 5,
// 右面 (x=0.5): v0,v4,v5,v1
0, 1, 5,
0, 5, 4,
// 左面 (x=-0.5): v3,v7,v6,v2
3, 2, 6,
3, 6, 7
};
```
这样总共 6 面 × 2 三角形 × 3 索引 = 36 个索引元素。
---
## ✅ 第2题：实现 Cube.cpp（基于上述顶点数据）
### 📁 文件结构假设
```
Cube.h
Cube.cpp
Object.h
```
### ✅ Cube.h（已给，略）
### ✅ Cube.cpp 实现
```cpp
#include "Cube.h"
#include <GL/glew.h>
#include <stb_image.h>
#include <iostream>
// 默认纹理路径
static int texID = 0;
Cube18::Cube18(std::string vs, std::string fs, std::string texName)
: Object(vs, fs, texName) {}
Cube18::~Cube18() {
glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
glDeleteBuffers(1, &VBO);
glDeleteBuffers(1, &EBO);
}
void Cube18::initData(DataParam* param) {
// 使用8顶点+EBO方式（更高效）
float vertices[] = {
// 位置 颜色 纹理
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f,0.0f,0.0f, 1.0f,1.0f, // v0
0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f,1.0f,0.0f, 1.0f,0.0f, // v1
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f,0.0f,1.0f, 0.0f,0.0f, // v2
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f,1.0f,0.0f, 0.0f,1.0f, // v3
0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f,1.0f,1.0f, 1.0f,1.0f, // v4
0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f,0.0f,1.0f, 1.0f,0.0f, // v5
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f,0.5f,0.5f, 0.0f,0.0f, // v6
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f,0.0f,0.0f, 0.0f,1.0f // v7
};
unsigned int indices[] = {
0,1,2, 0,2,3, // top
4,6,5, 4,7,6, // bottom
0,4,7, 0,7,3, // front
1,2,6, 1,6,5, // back
0,1,5, 0,5,4, // right
3,2,6, 3,6,7 // left
};
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glGenBuffers(1, &VBO);
glGenBuffers(1, &EBO);
glBindVertexArray(VAO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
// 属性指针
// 位置
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
// 颜色
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(1);
// 纹理
glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(6 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(2);
// 解绑
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);
// 加载纹理
if (!texName.empty()) {
glGenTextures(1, &texID);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texID);
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);
int width, height, nrChannels;
stbi_set_flip_vertically_on_load(true);
unsigned char* data = stbi_load(texName.c_str(), &width, &height, &nrChannels, 0);
if (data) {
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
} else {
std::cerr << "Failed to load texture: " << texName << std::endl;
}
stbi_image_free(data);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
}
}
void Cube18::renderObject() {
if (shaderProgram == 0 || VAO == 0) return;
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
// 传递 MVP 矩阵（假设父类 Object 提供 modelMatrix）
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, "model"), 1, GL_FALSE, modelMatrix.data());
// 若有 view 和 projection，也需传入
if (texID != 0) {
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texID);
glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram, "texture1"), 0);
}
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_INT, 0); // 36 个索引
glBindVertexArray(0);
glUseProgram(0);
}
void Cube18::update(float dt) {
// 示例：绕Y轴旋转
angle += 45.0f * dt;
modelMatrix.setRotateY(angle);
}
```
---
### ✅ 解释说明：
- `initData()` 中创建 VAO/VBO/EBO，上传顶点与索引数据，设置属性指针。
- `renderObject()` 绑定着色器、VAO、纹理，调用 `glDrawElements` 渲染。
- `update(dt)` 更新模型矩阵（比如旋转）。
- 使用了 `stb_image.h` 加载纹理（需包含头文件并链接）。
---
### ✅ 相关知识点总结：
| 内容 | 说明 |
|------|------|
| VBO | 存储顶点数据（位置、颜色、UV） |
| EBO | 存储索引，减少重复顶点 |
| VAO | 封装 VBO 和属性配置状态 |
| 属性步长(stride) | 每个顶点跨距（这里是 8 floats） |
| 偏移(offset) | 各属性起始字节偏移 |
---
### ✅ 如何验证？
在主循环中：
```cpp
cube.initData();
while (!window.shouldClose()) {
cube.update(deltaTime);
cube.renderObject();
window.swapBuffers();
}
```
---
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