Чем отличается mvpmatrix от тех которые заданы по отдельности и надо ли их подключать (по отдельности) и в каких случаях?

Question

[IliaNeverov]

Чем отличается mvpmatrix(m_shaderProgramm.setUniformValue("MVPMatrix", m_projectionMatrix * modelViewMatrix);) от тех которые заданы по отдельности и надо ли их подключать (по отдельности) и в каких случаях?

вершинный шейдер

attribute vec4 a_position;
attribute vec2 a_textcoord;


uniform mat4 MVPMatrix;
uniform mat4 ModelMatrix;
uniform mat4 ViewMatrix;
uniform mat4 Projectionmatrix;


varying vec2 TexCoord;

void main(void)
{
    gl_Position = MVPMatrix * a_position;
    TexCoord = a_textcoord;
}

mainwindow.cpp

void MainWindow::paintGL()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    QMatrix4x4 modelViewMatrix;
    modelViewMatrix.setToIdentity();
    modelViewMatrix.translate(0.0f, 0.0f, -5.0f);
    modelViewMatrix.rotate(m_rotation);

    m_texture->bind(0);

    //m_shaderProgramm.bind();
    m_shaderProgramm.setUniformValue("MVPMatrix", m_projectionMatrix * modelViewMatrix);
    m_shaderProgramm.setUniformValue("Texture", 0);


    // Bind buffers
    m_vertexBuffer.bind();
    m_indexBuffer.bind();

    int offset = 0;

    int location = m_shaderProgramm.attributeLocation("a_position");
    m_shaderProgramm.enableAttributeArray(location);
    m_shaderProgramm.setAttributeBuffer(location, GL_FLOAT, offset, 3, sizeof(VertexData));

    offset += sizeof(QVector3D);

    location = m_shaderProgramm.attributeLocation("a_textcoord");
    m_shaderProgramm.enableAttributeArray(location);
    m_shaderProgramm.setAttributeBuffer(location, GL_FLOAT, offset, 2, sizeof(VertexData));



    glDrawElements(GL_TRIANGLES, m_indexBuffer.size(), GL_UNSIGNED_INT, 0);

}

Comments

[Евгений Шатунов]

IliaNeverov , это не чистый синтаксис OpenGL. Какой библиотекой ты пользуешься?

[IliaNeverov]

Евгений Шатунов, IDE- qt
больше ничем не пользуюсь

[Евгений Шатунов]

IliaNeverov, тебе стоит показать больше кода в таком случае. В частности - место определения m_shaderProgramm и матриц.
Еще тебе стоит исправить свой вопрос так, чтобы код был в теге <code>.

Answer 1

[Евгений Шатунов]

Для лучшего понимания материала тебе стоит изучить, как минимум, эту статью.

Если коротко

ModelMatrix - это матрица преобразования локального пространства геометрии конкретного объекта.
Внутри этого локального пространства геометрия объекта расположена относительно центра пространства. Чтобы геометрию модели отобразить в каком-либо целевом пространстве, необходимо произвести отображение локального пространства модели в целевое пространство. Именно таким отображением является ModelMatrix.

ViewMatrix - матрица отображения любого внешнего пространства в пространство вида - пространство взора наблюдателя. Наблюдатель (камера) воспринимает объекты только внутри своего собственного локального пространства. Чтобы наблюдатель мог увидеть объект, объект необходимо отобразить из его родного пространства в пространство вида камеры, где он или попадет в область проекции, или не попадет.

Projectionmatrix - матрица отображения видового пространства в пространство проекции вида. Фактически это отображение выполняет проецирование некоторого участка видового пространства на плоскость. Именно отображенная таким образом геометрия становится видимой при презентации кадра.

Каждый объект сцены находится и анимируется внутри своего локального пространства. Чтобы объект на сцене встал в положенное ему место, его геометрия отображается из своего локального пространства в глобальное пространство сцены с помощью своей ModelMatrix.
Чтобы сцена стала видна для камеры, всю ее геометрию требуется отобразить в пространство вида камеры с помощью матрицы ViewMatrix.
Чтобы часть пространства вида камеры попала в область презентации кадра, всю геометрию видового пространства нужно отобразить в пространство проекции с помощью матрицы Projectionmatrix.
При этом важно заметить, что матрицы Projectionmatrix и ViewMatrix уникальны для камеры, а вот матрицы ModelMatrix уникальны уже для каждого объекта отдельно.

Отображение между пространствами выполняется через операцию перемножения позиции в исходном пространстве на матрицу преобразования пространства. Если подходить к этой задаче в лоб, то отображение каждой позиции потребует 16 операций перемножения над вещественными числами.
Всего для заполнения области презентации кадра требуется выполнить, как минимум, три последовательных отображения геометрии, что будет означать по 48 операций умножения на каждую позицию отображаемой геометрии.

Учитывая что Projectionmatrix и ViewMatrix в процессе презентации кадра являются неизменными, затраты в 48 операций на каждую позицию выглядят как расточительство. Если до презентации выполнить отображение самого пространства вида в пространство проекции, т.е. перемножить ViewMatrix и Projectionmatrix в правильном порядке, то с помощью результирующей матрицы viewProjectionMatrix число операций на одну позицию можно снизить до 32.
Если же произвести отображение самого локального пространства модели в пространство презентации через перемножение матриц viewProjectionMatrix и ModelMatrix в правильном порядке, то благодаря полученной таким образом MVPMatrix число операций на одну позицию снизится до изначальных 16.

Таким образом, матрицы viewProjectionMatrix и MVPMatrix просто позволяют снизить трудоемкость презентации кадра. Однако, во время презентации может потребоваться определение положения геометрии в каком-либо промежуточном пространстве, поэтому вдобавок к MVPMatrix в шейдер принято отдавать и ModelMatrix, и матрицы камеры.
У каждой из матриц свой смысл. И если MVPMatrix бесспорно нужна всегда, то любую другую матрицу в шейдер добавлять стоит только исходя из осмысленной необходимости. Регистры GPU для шейдера не резиновые и могут очень быстро забиться избыточными данными. К тому же, чем меньше на каждом кадре в шейдер передается данных, тем быстрее выполняется презентация кадра.