题目

引入GLM库

利用 openGL 进行 3D 绘图需要用到大量的数学矩阵运算，而 OpenGL 没有自带任何的矩阵和向量知识，需要我们自己定义数学类和函数，这相对比较麻烦。所以我们需要引入 GLM 库，GLM 能快速帮助我们实现各种数学矩阵运算。

前往 GLM官方github仓库，选择0.9.8.5版本，下载该版本的 glm-0.9.8.5.zip 或 glm-0.9.8.5.zip 压缩包，解压之后，在项目里引用以下文件即可：

#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>

画立方体

模型、观察和投影

利用 openGL 进行 3D 绘图时，首先要定义一个模型矩阵 model，这个矩阵包含了对 3D 物体的位移、缩放与旋转操作。这个模型矩阵创建如下：

glm::mat4 model;
model = glm::rotate(model, glm::radians(-55.0f), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));

然后，我们需要创建一个观察矩阵，因为我们创建的 3D 物体默认在世界坐标的原点(0, 0, 0)，而摄像机的位置也是(0, 0, 0)，所以，为了能看清楚3D物体的全貌，我们必须向前移动整个场景，这就是观察矩阵的作用。

在 openGL 中，世界坐标系的坐标表示为(x, y, z)，分别对应下图位置：

注意，将摄像机向后移动，和将整个场景向前移动是一样的。这里我们将场景向 z 轴的负方向移动，以便于摄像机能观察到物体。

glm::mat4 view;
view = glm::translate(view, glm::vec3(0.0f, 0.0f, -3.0f));

最后我们需要做的是定义一个投影矩阵。我们希望在场景中使用透视投影，所以像这样声明一个投影矩阵：

glm::mat4 projection;
projection = glm::perspective(glm::radians(45.0f), screenWidth / screenHeight, 0.1f, 100.0f);

修改着色器

我们创建了模型、观察和投影矩阵，应该把它们传入着色器，着色器的修改如下：

const char* vertexShaderSource = "#version 330 core\n""layout (location = 0) in vec3 aPos;\n""layout (location = 1) in vec3 aColor;\n""out vec3 ourColor;\n""uniform mat4 model;\n""uniform mat4 view;\n""uniform mat4 projection;\n""void main()\n""{\n""gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);\n""ourColor = aColor;\n""}\0";

然后再程序中获取 uniform 变量，并赋值

//获取着色器程序uniform
unsigned int modelLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "model");
unsigned int viewLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "view");
unsigned int projectionLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "projection");
glUniformMatrix4fv(modelLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(model));
glUniformMatrix4fv(viewLoc, 1, GL_FALSE, &view[0][0]);
glUniformMatrix4fv(projectionLoc, 1, GL_FALSE, &projection[0][0]);

立方体的顶点

要想渲染一个立方体，我们一共需要36个顶点（6个面 x 每个面有2个三角形组成 x 每个三角形有3个顶点），顶点如下：

float vertices[] = {-0.5f, -0.5f, -0.5f,  0.0f, 0.0f,0.5f, -0.5f, -0.5f