[OpenGL] 8. 추상화(Abstraction)와 렌더러

OpenGL을 프로젝트에서 보다 사용하기 편하게 클래스를 이용해 추상화하는 과정에 대해 살펴보자.

전반적으로 크게 어려운 내용은 없다. 그냥 OpenGL에서 제공되는 함수들을 역할 별로 클래스로 감싸 보다 사용하기 쉽게 만드는 과정이다.

 

그 후 렌더러 클래스를 제작함으로써 이렇게 추상화한 다른 클래스들을 렌더러라는 하나의 파이프라인으로 묶어 렌더러.Draw()로 한 번에 렌더링할 수 있게 할 것이다. 이렇게 하면 무언가를 렌더링(Draw Call)할 때 추상화한 이 클래스 저 클래스 왔다갔다 하면서 복잡하게 함수를 호출할 필요 없이 렌더러라는 하나의 클래스로만 렌더링 통제가 가능해진다.

 

<opengl.session은 무시해도 된다. res/shaders 안에는 기존과 동일한 Basic.shader 파일이 들어있다.>

코드 구조를 살펴보면 기존 openGL에서 제공하던 오브젝트들을 다음과 같이 클래스로 나누었다.

IndexBuffer, Shader, Vertex Array, Vertex Buffer, VertexBufferLayout

(이 중 VertexBufferLayout은 코드가 길지 않아 헤더에 구현도 같이 들어있어서 .cpp가 따로 없다)

그리고 화면에 DrawCall을 하는 것과 관련된 내용들을 처리하는 Renderer 라는 클래스를 만들었다.
분량 상 세부적인 코드까지는 일일히 다루지 않으나, 기존에 사용하던 OpenGL 함수들을 클래스와 메소드로 묶어 추상화했다고 이해하면 된다.

 

이렇게 추상화한 클래스를 실제로 사용하는 부분인 Application.cpp는 다음과 같다.

// Include GLEW
#include <GL/glew.h>

// Include GLFW
#include <GLFW/glfw3.h>

#include <iostream>

#include "VertexBuffer.h"
#include "VertexArray.h"
#include "IndexBuffer.h"
#include "Shader.h"
#include "Renderer.h"

GLFWwindow* InitWindow()
{
    // Initialise GLFW
    if( !glfwInit() )
    {
        fprintf( stderr, "Failed to initialize GLFW\n" );
        getchar();
        return nullptr;
    }

    glfwWindowHint(GLFW_SAMPLES, 4);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); // To make MacOS happy; should not be needed
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

    // Open a window and create its OpenGL context
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow( 1024, 768, "Tutorial 02 - Red triangle", NULL, NULL);
    if( window == NULL ){
        fprintf( stderr, "Failed to open GLFW window. If you have an Intel GPU, they are not 3.3 compatible. Try the 2.1 version of the tutorials.\n" );
        getchar();
        glfwTerminate();
        return nullptr;

    }
    glfwMakeContextCurrent(window);

    // Initialize GLEW
    glewExperimental = true; // Needed for core profile
    if (glewInit() != GLEW_OK) {
        fprintf(stderr, "Failed to initialize GLEW\n");
        getchar();
        glfwTerminate();
        return nullptr;
    }

    std::cout << "Using GL Version: " << glGetString(GL_VERSION) << std::endl;

    // Ensure we can capture the escape key being pressed below
    glfwSetInputMode(window, GLFW_STICKY_KEYS, GL_TRUE);

    return window;
}

int main( void )
{
    GLFWwindow* window = InitWindow();
    if (!window)
        return -1;

    float positions[] = {
        -0.5f, -0.5f, // 0
         0.5f, -0.5f, // 1
         0.5f,  0.5f, // 2
        -0.5f,  0.5f  // 3
    };

    unsigned int indices[] = {
        0, 1, 2,
        2, 3, 0
    };

    {
        VertexArray va;
        VertexBuffer vb(positions, 4 * 2 * sizeof(float));
        IndexBuffer ib(indices, 6);

        VertexBufferLayout layout;
        layout.AddFloat(2);

        va.AddBuffer(vb, layout);

        Shader shader("res/shaders/Basic.shader");
        shader.Bind();

        float red = 0.0f;
        float step = 0.05f;

        Renderer renderer;

        do {
            renderer.Clear();

			/*
            지금 구조는 매 DrawCall 루프마다 shader의 색상 uniform을 변경해주고
            다시 binding해주는 방식으로 색을 매 루프마다 변화시키고 있으며,
            때문에 renderer.Draw()의 인자로 shader 또한 넘겨주고 있는데,
            앞으로 매터리얼을 배우면 당연히 색상 변화는 셰이더를 직접 수정하는 것 대신
            매터리얼만 변경해주는 형태로 구현할 것이며, 그렇게 되면 Draw()에 셰이더를 넘겨줄 필요도 없게 된다.
            */
            shader.Bind();
            shader.SetUniform4f("u_Color", red, 0.3, 0.8, 1.0);

            renderer.Draw(va, ib, shader);

            // Swap buffers
            glfwSwapBuffers(window);
            glfwPollEvents();

            // increment red
            if (red < 0.0f || red > 1.0f)
                step *= -1.0;
            red += step;

        } // Check if the ESC key was pressed or the window was closed
        while( glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE ) != GLFW_PRESS &&
                glfwWindowShouldClose(window) == 0 );
    }

    // Close OpenGL window and terminate GLFW
    glfwTerminate();

    return 0;
}

 

렌더러 클래스의 내부는 다음과 같다.

헤더

#pragma once

#include <GL/glew.h>

#include "Debug.h"
#include "VertexArray.h"
#include "IndexBuffer.h"
#include "Shader.h"

class Renderer
{
    public:
        void Clear() const;
        void Draw(const VertexArray& va, const IndexBuffer& ib, const Shader& shader) const;
};

cpp

#include "Renderer.h"
#include <iostream>

void Renderer::Clear() const
{
        GLCall( glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT ) );
}

void Renderer::Draw(const VertexArray& va, const IndexBuffer& ib, const Shader& shader) const
{
        shader.Bind();
        va.Bind();
        ib.Bind();
        GLCall( glDrawElements(GL_TRIANGLES, ib.GetCount(), GL_UNSIGNED_INT, nullptr) );
}