OpenGL三维场景漫游的实现

实现三维场景漫游，需要以下步骤：

1. 初始化OpenGL环境，包括窗口和渲染上下文等。

2. 创建3D场景，包括模型、光源、相机等。

3. 实现相机的漫游，可以使用鼠标和键盘控制相机的位置、方向和视角。

4. 渲染3D场景，将场景中的模型、光源和相机等元素绘制到屏幕上。

具体实现步骤如下：

1. 初始化OpenGL环境，包括窗口和渲染上下文等。

//初始化OpenGL环境
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

//创建窗口
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "3D Scene", NULL, NULL);
if (window == NULL)
{
    std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
    glfwTerminate();
    return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);

//初始化GLEW
glewExperimental = GL_TRUE;
if (glewInit() != GLEW_OK)
{
    std::cout << "Failed to initialize GLEW" << std::endl;
    return -1;
}

2. 创建3D场景，包括模型、光源、相机等。

//创建模型
Model model("cube.obj");

//创建光源
glm::vec3 lightPos(1.2f, 1.0f, 2.0f);

//创建相机
Camera camera(glm::vec3(0.0f, 0.0f, 3.0f));

3. 实现相机的漫游，可以使用鼠标和键盘控制相机的位置、方向和视角。

//处理鼠标移动事件
void mouse_callback(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos)
{
    static bool firstMouse = true;
    static float lastX = 400.0f;
    static float lastY = 300.0f;

    if (firstMouse)
    {
        lastX = xpos;
        lastY = ypos;
        firstMouse = false;
    }

    float xoffset = xpos - lastX;
    float yoffset = lastY - ypos;
    lastX = xpos;
    lastY = ypos;

    camera.ProcessMouseMovement(xoffset, yoffset);
}

//处理键盘事件
void processInput(GLFWwindow* window)
{
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);

    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_W) == GLFW_PRESS)
        camera.ProcessKeyboard(FORWARD, deltaTime);
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_S) == GLFW_PRESS)
        camera.ProcessKeyboard(BACKWARD, deltaTime);
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_A) == GLFW_PRESS)
        camera.ProcessKeyboard(LEFT, deltaTime);
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_D) == GLFW_PRESS)
        camera.ProcessKeyboard(RIGHT, deltaTime);
}

//主循环
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
    //计算帧间隔
    float currentFrame = glfwGetTime();
    deltaTime = currentFrame - lastFrame;
    lastFrame = currentFrame;

    //处理输入事件
    processInput(window);

    //清空颜色缓冲区和深度缓冲区
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    //设置模型矩阵、观察矩阵和投影矩阵
    glm::mat4 modelMatrix = glm::mat4(1.0f);
    glm::mat4 viewMatrix = camera.GetViewMatrix();
    glm::mat4 projectionMatrix = glm::perspective(glm::radians(camera.Zoom), 800.0f / 600.0f, 0.1f, 100.0f);

    //绘制模型
    model.Draw(shaderProgram, modelMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, lightPos);

    //交换缓冲区和轮询事件
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}

4. 渲染3D场景，将场景中的模型、光源和相机等元素绘制到屏幕上。

在绘制模型时，需要将模型矩阵、观察矩阵和投影矩阵传递给着色器程序，以计算出最终的顶点位置和颜色。同时，还需要将光源位置和材质属性传递给着色器程序，以计算出最终的颜色。

//绘制模型
void Model::Draw(Shader shader, glm::mat4 modelMatrix, glm::mat4 viewMatrix, glm::mat4 projectionMatrix, glm::vec3 lightPos)
{
    //绑定VAO
    glBindVertexArray(VAO);

    //激活着色器程序
    shader.Use();

    //设置模型矩阵、观察矩阵和投影矩阵
    shader.SetMat4("model", modelMatrix);
    shader.SetMat4("view", viewMatrix);
    shader.SetMat4("projection", projectionMatrix);

    //设置光源位置和材质属性
    shader.SetVec3("lightPos", lightPos);
    shader.SetFloat("material.shininess", 32.0f);

    //绘制模型
    for (unsigned int i = 0; i < meshes.size(); i++)
    {
        meshes[i].Draw(shader);
    }

    //解绑VAO
    glBindVertexArray(0);
}

完整代码示例：https://github.com/JoeyDeVries/LearnOpenGL/blob/master/src/3.model_loading/3.3.model_loading_assimp.cpp