在Qt中使用OpenGL（六）_qvector<vertex>-优快云博客

前言

在Qt中使用OpenGL（一）
在Qt中使用OpenGL（二）
在Qt中使用OpenGL（三）
在Qt中使用OpenGL（四）
在Qt中使用OpenGL（五）
在前面的文章中，我们终于实现了自由查看3D世界的功能，现在无论我们之后要创建什么样的3D世界，我们都有能力自由的在其中探索了。
那么，接下来就是需要大家努力思考的问题了：我们要如何构建一个3D世界？
难不成，我们需要手动的为所有我们想要画出来的东西，编写顶点信息和纹理坐标？哪怕我们要画出来1000头牛也要手动进行？
很显然这是不可能的。

模型的基类

一般情况下，构建一个3D世界我们会使用模型这个概念。
一个模型我们就可以理解为一个物体。
比如，一个茶壶，一个人，一个桌子，一张凳子，它们都可以是一个模型。
那么，我们只要指定这些模型的位置和旋转角度，乃至大小，是不是一个简单的3D世界我们就构建出来了？
那么，根据我们之前对于OpenGL的了解，想要画出一个东西出来，我们至少需要两个东西：顶点和纹理。
其中，顶点应该包含位置坐标和纹理坐标，而纹理则是一张图，不，是至少一张图。
之前我们也说过，在OpenGL的世界中，纹理坐标是基于当前激活的纹理来计算的。这也就意味着，我们只需要在绘制前激活不同的纹理，我们就可以在绘制的时候使用不同的纹理来绘制我们的模型。
简单来说，就是茶壶和桌子可以使用不同的纹理。
我们只需要在绘制茶壶的时候激活茶壶纹理，绘制桌子的时候激活桌子纹理就行了。乃至我们可以在绘制茶壶嘴的时候激活一张贴图，绘制茶壶盖的时候激活另一张贴图都是没什么问题的。
好了，那么让我们来总结一下，一个模型中至少应该有哪些东西。

顶点信息（包括位置坐标和纹理坐标）
纹理（可以有多个纹理）
最终在3D世界中的变换（也就是Shader中需要的模型矩阵，可以用来让模型缩放，旋转，平移）

当然，实际情况的模型是会包含更多的内容的，考虑到目前有些东西我们还没有掌握，所以这里就用我们已知的知识来总结。
除了这些数据上的东西，对于要绘制一个模型，我很显然还需要VAO，VBO和Shader。并且，是每一个模型，都需要一个独立的VAO，VBO与Shader。因为我们目前就是这么做的，那么当我们需要画多个物体的时候，重复多次我们之前的行为是一个很正常的操作。
那么，此时你的脑海中是不是就出现了一个类的基本架构了呢？

struct Vertex
{
   
   
	QVector3D pos;
	QVector2D texture;
};

class Model : public QOpenGLExtraFunctions
{
   
   
public:
	Model();
	~Model();
public:
	void setScale(float val) {
   
    m_scale = val; }
	void setRotate(const QVector3D &rotate) {
   
    m_rotate = rotate; }
	void setPos(const QVector3D &pos) {
   
    m_pos = pos; }
public:
	void setVertices(const QVector<Vertex> &vertices) {
   
    m_vertices = vertices; }
	void setTexture(QOpenGLTexture *texture, int index = -1);
	void setShaderProgram(QOpenGLShaderProgram *program) {
   
    m_program = program; }
public:
	QMatrix4x4 model();
public:
	virtual void init();
	virtual void update();
	virtual void paint(const QMatrix4x4 &projection, const QMatrix4x4 &view);
protected:
	QVector3D m_pos{
   
    0,0,0 };
	QVector3D m_rotate{
   
    0,0,0 };
	float m_scale = 1;
	QVector<Vertex> m_vertices;
	QMap<int, QOpenGLTexture *> m_textures;
	QOpenGLVertexArrayObject m_vao;
	QOpenGLBuffer m_vbo;
	QOpenGLShaderProgram *m_program = nullptr;
};

我们的模型继承QOpenGLExtraFunctions是为了方便使用OpenGL的函数。
成员函数与变量都至少是protected是因为我们实际上目前无法知道一个模型绘制的细节，所以我们首先制定好一个模型的核心内容，形成一个基类，然后将实现的细节部分交给继承的类来做。
很容易理解的原因就是，我们没有办法确定，我们在初始化与绘制的时候，具体要使用什么样的Shader，怎么绑定数据，也不知道具体要怎么去绘制三角形，是画两个三角形形成一个矩形然后重复呢？还是只画一个三角形然后重复呢？
所以，我们先只顶下一个框架。
此时我们可以做的事情不多，也就是如何保存纹理以及如何生成模型矩阵。

void Model::setTexture(QOpenGLTexture *texture, int index)
{
   
   
	if (index == -1)
	{
   
   
		if (m_textures.isEmpty())
		{
   
   
			index = 0;
		}
		else
		{
   
   
			index = m_textures.keys().last() + 1;
		}
	}
	m_textures.insert(index, texture);
}

QMatrix4x4 Model::model()
{
   
   
	QMatrix4x4 _mat;
	_mat.setToIdentity();
	_mat.translate(m_pos);
	_mat.rotate(m_rotate.x(), 1, 0, 0);
	_mat.rotate(m_rotate.y(), 0, 1, 0);
	_mat.rotate(m_rotate.z()