[OpenGL] 一些功能的實作練習 - Some Practice of OpenGL

完成了一段 OpenGL 的線上課程後，基本上理解了幾個 OpenGL 功能的實作方式，並且試過了從讀取 Model 到渲染至螢幕上的流程。

不過課程中的解說僅止於 “如何做到”，為了能確認 “為何這麼做”，釐清每個 OpenGL API 如何呼叫，我開始了一個練習的新專案。

用這篇文章紀錄一下目前所做出來的練習與心得。

目前實做出來的幾個項目：

• Shader 讀取
• Material 的封裝及覆用
• 幾個基本形狀 Mesh 的實時建立、組合
• 平行光的模型
• Rendered Texture
• Shadow Map。

到第三點為止，只是將所知道的步驟整理成幾個 class，方便呼叫、建立與渲染，同時統一幾個傳遞資料到 Shader Program 時的欄位名稱，達成可以隨時重新組合覆用的 Mesh - Material 關聯。

另外寫一系列方法來 runtime 建立幾種基本形狀的 Mesh，這邊的數學花了不少時間。最後把幾個 Mesh 排列成測試場景，並且組合成單一 Mesh，這樣只要進行一次渲染便可。

完成了基本的測試場景，我下一步想加上的是 Lighting。

一般來說場景中不會只有一個光源，或者一種光源，如何有效的傳遞不同數量與種類的光源資料到不同的 Shader 中，成了必須解決的問題。為此需要一個管理光源的結構，因為對其他功能的實作還不完全確立，覺得馬上開始規劃核心結構有點過早，因此這邊我只用一個平行光當作測試。

Rendered Texture 是在線上課程中沒有遇過的功能，同時也是實作陰影所必要的前置動作，這邊要從網路上尋找資料來開始。

我發現 Rendered Texture 是個很好的練習題材，可以從建立 Frame Buffer 開始了解許多 API，原本這部分是由 GLFW 這個跨平台視窗 Library 代勞所以不必實作的。

這邊只透過網路上的片面說明，一開始是得到有點錯誤的結果，最後追查後發現如果 Texture 的大小跟視窗不同，需要切換 Viewport 的設定，才能有適當的渲染範圍。

Shadow Map 的陰影部分，一樣也是從網路上找了幾份資料來參考後才開始實作。跟光源一樣，每種不同的光源陰影的實作都有些許差異，組合數個光源也會讓情況變得更複雜，還好我目前只有一個平行光！ 大致的過程，是要先用 RenderTexture 取得光源角度的深度紀錄，然後將這份紀錄傳到物體的 Shader 中，在渲染時判斷 fragmant 是否在陰影中。

目前我只有做到基本的陰影，精細度跟柔邊等細節都沒有做處理，所以在目前的場景看起來效果還行，但換個場景可能就會爆炸了 …

到目前為止實作的功能可以大致完成一個基本的場景配置，但是專案的類別結構已經開始混亂了。

接下來預計會梳理一下這幾個功能，整理如何共用、管理資源，場景資料的歸納與傳遞等，讓專案乾淨一點後再繼續其他實作練習。