C语言OpenGL 2D批处理中4x4 MVP矩阵作为顶点layout的正确存储顺序

1. 顶点属性配置错误 #

你当前glVertexAttribPointer直接配置16个分量的写法不符合OpenGL规范：OpenGL单个顶点属性最多仅支持4个分量（对应vec4的大小），mat4类型的顶点属性需要拆分为4个连续的vec4属性分别配置，每个vec4对应矩阵的一列。

2. 矩阵存储顺序要求 #

GLSL中矩阵默认是列主序存储，你需要按「先列后行」的顺序把矩阵数据填入顶点数组：先放第0列的4个元素bar[0][0], bar[0][1], bar[0][2], bar[0][3]，再放第1列的4个元素bar[1][0], bar[1][1], bar[1][2], bar[1][3]，之后依次放第2列、第3列的4个元素，16个元素完整排列即可。

修复后的代码示例 #

顶点属性配置部分 #

/* 自定义属性，偏移量0 */
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 19 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

/* mat4拆为4个连续的vec4属性，对应location 1/2/3/4，偏移依次增加4*sizeof(float) */
glVertexAttribPointer(1, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 19 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(1);
glVertexAttribPointer(2, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 19 * sizeof(float), (void*)(7 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(2);
glVertexAttribPointer(3, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 19 * sizeof(float), (void*)(11 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(3);
glVertexAttribPointer(4, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 19 * sizeof(float), (void*)(15 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(4);

顶点数组填充部分 #

GLfloat vertices[] = {
    foo, foo1, foo2,  
    // 按列完整存储mat4的16个元素，不要缺项
    bar[0][0], bar[0][1], bar[0][2], bar[0][3], // 第0列
    bar[1][0], bar[1][1], bar[1][2], bar[1][3], // 第1列
    bar[2][0], bar[2][1], bar[2][2], bar[2][3], // 第2列
    bar[3][0], bar[3][1], bar[3][2], bar[3][3], // 第3列
    // 后续其他顶点数据
};

顶点着色器对应声明 #

layout(location = 0) in vec3 aCustomAttr;
layout(location = 1) in vec4 aMVPCol0;
layout(location = 2) in vec4 aMVPCol1;
layout(location = 3) in vec4 aMVPCol2;
layout(location = 4) in vec4 aMVPCol3;

void main() {
    mat4 mvp = mat4(aMVPCol0, aMVPCol1, aMVPCol2, aMVPCol3);
    // 后续坐标计算逻辑
    gl_Position = mvp * vec4(aPos, 1.0);
}

提示：如果你使用的数学库默认生成行主序矩阵，不需要修改填充逻辑，只要在着色器中把矩阵组装代码改为transpose(mat4(aMVPCol0, aMVPCol1, aMVPCol2, aMVPCol3))即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shadoww