在第 5 篇文章中，我们成功加载了 fbx 模型，并且做了 MVP 变换，将立方体按照透视投影渲染了出来。但是当时只是随机给顶点颜色，并且默认 fbx 文件里只有一个 mesh，这次我们来加载一个柴犬模型，并且给模型贴图，模型可以从 sketchfab 下载。

本文没有涉及到理论解释，更多的是代码实践。

完整代码在 https://github.com/MangoWAY/CGLearner/tree/v0.3 tag v0.3

1. 创建纹理，加载图片

我们来封装一个 Texture 类用来加载图片，创建、bind 纹理，加载图片我用的是 pillow 库。

from OpenGL import GL as glfrom PIL import Imageimport numpy as npclass Texture:COUNT = 0def __init__(self) -> None:self.texid = -1self.count = -1def create(self):self.texid = gl.glGenTextures(1)def load_from_path(self, path: str):gl.glActiveTexture(gl.GL_TEXTURE0 + Texture.COUNT)self.count = Texture.COUNTTexture.COUNT +=1gl.glBindTexture(gl.GL_TEXTURE_2D, self.texid)# Set the texture wrapping parametersgl.glTexParameteri(gl.GL_TEXTURE_2D, gl.GL_TEXTURE_WRAP_S, gl.GL_REPEAT)gl.glTexParameteri(gl.GL_TEXTURE_2D, gl.GL_TEXTURE_WRAP_T, gl.GL_REPEAT)# Set texture filtering parametersgl.glTexParameteri(gl.GL_TEXTURE_2D, gl.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, gl.GL_LINEAR)gl.glTexParameteri(gl.GL_TEXTURE_2D, gl.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, gl.GL_LINEAR)# load imageimage = Image.open(path)img_data = np.array(list(image.getdata()), np.uint8)gl.glTexImage2D(gl.GL_TEXTURE_2D, 0, gl.GL_RGB, image.width, image.height, 0, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, img_data)gl.glGenerateMipmap(gl.GL_TEXTURE_2D)def bind(self):gl.glActiveTexture(gl.GL_TEXTURE0 + self.count)gl.glBindTexture(gl.GL_TEXTURE_2D, self.texid)

2. UV 采样

在之前的文章中，我们基本只用到了顶点的位置信息，这次我们需要用到顶点的 uv 坐标，我们根据 uv 坐标对纹理进行采样，获取当前的颜色。如下，在之前封装的模型加载类里，用 pyassimp 获取 uv 坐标。

# model_importer.py...def load_mesh(self, path: str):scene = pyassimp.load(path)mmeshes = []for mesh in scene.meshes:...# 获取 uv 坐标mmesh.uvs = mesh.texturecoords.squeeze(0)...return mmeshes...

有了 uv 以后，我们需要将它放到我们的顶点数组里，然后正确设置长度、偏移等等，和位置、法线等数据类似。有一点需要注意一下，图片的坐标系原点一般在左上，而 uv 坐标的原点在左下，因此需要 y 方向需要翻转一下。vert 如下，我们新加一个 uv 的顶点属性，然后将它传递到 frag shader 中。在 frag 中翻转一下 y，然后采样纹理。

// vert#version 330 core...layout(location = 3) in vec2 aUV;out vec3 c;out vec2 uv;uniform mat4 u_mvp;void main(){gl_Position = u_mvp * vec4(aPos,1.0);c = aColor;uv = aUV;}// frag#version 330 coreout vec4 color;in vec3 c;in vec2 uv;uniform sampler2D ourTexture;void main(){...vec2 uv1 = vec2(uv.x,1.0-uv.y);color = texture(ourTexture, uv1);}

3. 绘制多个网格

这个柴犬模型里有 3 个网格，我们需要绘制 3 个网格，因此我们需要修改一下之前主函数的逻辑，之前是默认加载的第一个网格，现在需要加载每一个网格，然后创建 VAO、VBO、EBO 等渲染数据，然后加载纹理资源，最后在渲染循环中依次渲染。

# main.py...verts = []indes = []renderData = []for mesh in meshes:vert = []for i in range(len(mesh.vertices)):if i % 3 == 0:vert.extend([mesh.vertices[i],mesh.vertices[i + 1],mesh.vertices[i + 2]])vert.extend([mesh.normals[i],mesh.normals[i + 1],mesh.normals[i + 2]])vert.extend([random.random(),random.random(),random.random()])vert.extend([mesh.uvs[int(i/3),0],mesh.uvs[int(i/3),1]])verts.append(vert)inde = mesh.subMeshes[0].indicesindes.append(inde)data = RendererData()data.build_data([desp,desp1,desp2,desp3],vert, inde)renderData.append(data)...tex = Texture()tex.create()tex.load_from_path("default_Base_Color.png")tex.bind()while (...): ...for data in renderData:data.use()data.draw()data.unuse() ...

我们可以调一调之前定义的 Transform 的位置、角度，或者相机的角度等，渲染的结果如下：

4. 总结

  • 加载 uv 坐标传递到 shader 中；
  • 利用 pyopengl 加载纹理贴图；
  • 渲染多个网格数据；