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09. 스카이박스의 구현

목차

  • 스카이박스란?
  • 큐브맵 텍스쳐 정의하기
  • 스카이박스 렌더링 (xyww, CubemapSeamless, GL_LEQUAL)

스카이박스란?

먼저, 스카이박스가 무엇인지부터 알아봅시다.

스카이박스(Skybox)란, 가상의 3차원 세계에서

'눈(=카메라)으로부터 매우 멀리 떨어진 풍경'들을

마치 움직이지 않는, 세계를 감싸고 있는

하나의 포장지로써 생각하는 개념입니다.

예를 들어, 제가 멀리 있는 산을 바라본 상태로

앞으로 몇십 걸음을 가도

산은 여전히 멀리 있기 때문에,

눈에는 움직이지 않는 배경처럼 보일 겁니다.

혹시 <트루먼 쇼> 라는 영화를 아시나요?

이 영화의 주인공은 인공적으로 만들어진

영화 세트장에서 살아가게 됩니다.

이때, 그가 사는 도시(섬)로부터 매우 멀리 떨어져 있는 곳에는

밑 사진처럼 구름낀 하늘이 그려진 벽화가 있습니다.

9_0.png
출처 : <트루먼 쇼>

스카이박스는 위 영화 세트장의 벽화와 완전히 동일한 역할입니다.

어차피 매우 멀리 있으니까,

눈(=카메라)의 위치는 고려하지 않고

카메라의 회전에 따라서 이를 둘러싼 풍경을 그려주는 것이죠.

큐브맵 텍스쳐 정의하기

OpenGL을 포함한 모든 그래픽스 API에는

스카이박스를 그릴 때 사용되는

'큐브맵 텍스쳐' 라는 텍스쳐를 지원합니다.

이전에 2차원 텍스쳐로써 Texture2D라는 클래스를 구현했었죠?

큐브맵 텍스쳐에는, 그 2차원 텍스쳐가

6개가 들어가게 됩니다.

세계를 둘러싸고 있는 포장지를

정육면체로 생각하면 -

앞면, 뒷면, 오른쪽면, 왼쪽면,

윗면, 아랫면까지 총 6개의 텍스쳐가 필요하죠.

이때, 각 면을 OpenGL에서는

Positive / Negative + X / Y / Z 조합으로 표현합니다.

아래 그림을 봐주세요.

9_1.png

시작해 봅시다.

위에서 말했듯이, 우선 여섯개의 면에 대한 열거형을 정의합니다.

아래 6개의 순서는 OpenGL에서 임의로 정해 놓은 것이니,

X - Y - Z 순서와 Positive와 Negatiive 가 반복된다는 점을

기억해두시면 좋습니다.

enum class CubemapFaceType : uint32_t {
    PositiveX = 0,
    NegativeX = 1,
    PositiveY = 2,
    NegativeY = 3,
    PositiveZ = 4,
    NegativeZ = 5,
};

생성자 / 소멸자와 멤버 변수입니다.

glCreateTextures 함수에, GL_TEXTURE_2D 대신에

GL_TEXTURE_CUBE_MAP 을 넣어 주시면 됩니다.

참고로 size 속성의 타입이 glm::vec2 인 이유는,

6개의 텍스쳐가 다 똑같은 크기를 가지고 있다고 가정하기 때문입니다.

class TextureCubemap final {
private:
    mutable glm::uvec2 m_size{};
private:
    GLuint m_ID = 0;
public:
    TextureCubemap() {
        glCreateTextures(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, 1, &m_ID);
    }
    ~TextureCubemap() {
        glDeleteTextures(1, &m_ID);
    }

가장 중요하고 기본적인,

초기화 함수들입니다.

public:
    void initialize_empty(const glm::uvec2& size, const TextureDesc& desc) const {
        m_size = size;

        int mip_level_count = 1;
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            if (desc.MipmapLevel.has_value()) {
                mip_level_count = desc.MipmapLevel.value();
            }
            else {
                mip_level_count = 1 + static_cast<int>(std::floor(std::log2(std::max(size.x, size.y))));
            }
        }

        glTextureStorage2D(m_ID, mip_level_count,
            (GLenum)(desc.FormatInternal),
            static_cast<int>(size.x), static_cast<int>(size.y)
        );

        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, (GLenum)(desc.MinFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, (GLenum)(desc.MagFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_S, (GLenum)(desc.WrappingS));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_T, (GLenum)(desc.WrappingT));
        // 하나 더
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_R, (GLenum)(desc.WrappingR));

        glClearTexImage(m_ID, 0,
            (GLenum)(desc.FormatPixel),
            (GLenum)(desc.FormatData),
            nullptr
        );

        // 앞에서 0으로 mipmap레벨 0을 초기화했으므로
        //      이 명령은 유효하다
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            glGenerateTextureMipmap(m_ID);
        }
    }
    void initialize_by_bytes(const glm::uvec2& size, const std::array<void*, 6>& datas, const TextureDesc& desc) const {
        m_size = size;

        // 밉맵 최대 레벨이 1이면 밉맵X, 기본 1개만 사용
        int mip_level_count = 1;
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            if (desc.MipmapLevel.has_value()) {
                mip_level_count = desc.MipmapLevel.value();
            }
            else {
                mip_level_count = 1 + static_cast<int>(std::floor(std::log2(std::max(size.x, size.y))));
            }
        }

        glTextureStorage2D(m_ID, mip_level_count,
            (GLenum)(desc.FormatInternal),
            static_cast<int>(size.x), static_cast<int>(size.y)
        );

        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, (GLenum)(desc.MinFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, (GLenum)(desc.MagFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_S, (GLenum)(desc.WrappingS));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_T, (GLenum)(desc.WrappingT));
        // 하나 더
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_R, (GLenum)(desc.WrappingR));

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            // 큐브맵은 3D취급
            glTextureSubImage3D(
                m_ID,
                0,               // mip level
                0, 0, i,         // xoffset, yoffset, zoffset
                static_cast<int>(size.x),
                static_cast<int>(size.y),
                1,               // depth = 1 face (한번에 몇 개의 face를 업로드할지)
                (GLenum)(desc.FormatPixel),
                (GLenum)(desc.FormatData),
                datas[i]
            );
        }

        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            glGenerateTextureMipmap(m_ID);
        }
    }

큐브맵 텍스쳐에 업로드할 때에는,

6개의 2D 텍스쳐가 Z축을 기준으로 '쌓여' 있다고 보아

3차원 텍스쳐로써 취급합니다.

glTextureSubImage3D 의 z offset 인자를 0부터 5까지 증가시키면서,

순서대로 업로드해주시면 됩니다.

참고로, OpenGL에서 6면을 지정할 때

GL_TEXTURE_CUBE_MAP_* 꼴의 열거형을 사용하는데,

// glad.h 의 1036번째 줄
#define GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X 0x8515 // 34069
#define GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X 0x8516 // 34070
#define GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y 0x8517 // 34071
#define GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Y 0x8518 // 34072
#define GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Z 0x8519 // 34073
#define GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Z 0x851A // 34074

이는 위와 같이

1씩 증가하는 일련의 정수형입니다.

즉 GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X 를

GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + 1 형태로 표현할 수 있다는 점이죠.

나머지는 기존 2D 텍스쳐와 동일하게 작성하시면 됩니다.

public:
    void upload_sub_image(const CubemapFaceType& face, const glm::ivec2& offset, const glm::uvec2& size, const PixelFormat& format, const DataType& type, const int& mip_lvl, const void* ptr) const {
        // 큐브맵은 3D취급
        glTextureSubImage3D(
            m_ID,
            mip_lvl,               // mip level
            0, 0, static_cast<int>(face),         // xoffset, yoffset, zoffset
            static_cast<int>(size.x),
            static_cast<int>(size.y),
            1,                    // depth = 1 face (한번에 몇 개의 face를 업로드할지)
            (GLenum)(format),
            (GLenum)(type),
            ptr
        );
    }
public:
    void generate_mipmap() const {
        glGenerateTextureMipmap(m_ID);
    }
public:
    void bind() const {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, m_ID);
    }
    void bind_unit(const uint32_t& slot) const {
        glBindTextureUnit(slot, m_ID);
    }
public:
    const GLuint& get_opengl_id()const { return m_ID; }
};

스카이박스 렌더링

가장 먼저, 정점 정보부터 수정합시다.

2D 텍스쳐를 셰이더에서 사용할 때는 sampler2D 를 사용했던 것처럼,

위에서 만든 큐브맵 텍스쳐를 셰이더에서 사용할 때는

samplerCube 라는 타입을 사용합니다.

그런데, texture() 또는 textureLod() 함수를 사용해서 샘플링을 할 때,

해당 차원의 맞는 P값이 필요합니다.

vec4 texture(sampler2D sampler, vec2 P);
vec4 texture(sampler3D sampler, vec3 P);
vec4 texture(samplerCube sampler, vec3 P);

sampler2D 에는 UV값이,

sampler3D / samplerCube 에는 UVW 값이 필요하죠.

이 때문에, 저희는 정점 셰이더에서

aPos + aTexCoord 형태의 정점 대신에,

그냥 3차원 정보인 aPos 단독으로 채워 넣고

UVW 값은 그 정점 정보로 대체해 주겠습니다.

이전의 인덱스 버퍼 선언을 지워주고

다음과 같이 수정해 주세요.

 BufferData vertices_data{}; {
     // Back (-Z)
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });

     // Left (-X)
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });

     // Right (+X)
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });

     // Front (+Z)
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });

     // Top (+Y)
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });

     // Bottom (-Y)
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
     vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f,  1.0f });
 }

 VertexArray va{};
 Buffer vb{};

 vb.upload_data(vertices_data, BufferUsage::StaticDraw);

 VertexLayout va_layout{}; {
     va_layout.push_attrib(DataType::Float, 3);
 }

 va.bind_vertex_buffer(0, &vb, 0, va_layout);

다음은 셰이더 프로그램 정의입니다.

2D 텍스쳐 대신, UniformType::SamplerCube 를 써줍니다.

또, uSize와 uWorld 는 필요 없으니, 삭제해주세요.

    ShaderProgram program{};
    program.attach_shader(ShaderType::Vertex, s_vertex_shader_src);
    program.attach_shader(ShaderType::Fragment, s_fragment_shader_src);
    program.link();
    program.register_uniform("uProj", UniformType::Mat4f);
    program.register_uniform("uView", UniformType::Mat4f);
    program.register_uniform("uCubemapTexture", UniformType::SamplerCube);

이제 텍스쳐를 셋업해봅시다.

6개의 큐브맵 텍스쳐를 준비하시고,

다음처럼 로딩해 주시면 됩니다.

인터넷에 있는 텍스쳐를 쓰셔도 되지만,

제가 추천하는 방법은

Poly Haven 같은 무료 HDRi 사이트에서 360도 .hdr 파일을 받아

HDRI to CubeMap

이곳에서 6개의 PNG로 변환하는 것입니다.

paths 와 cubemap_size 를 직접 수정해 주시고,

필요하다면 desc.FormatPixel 과 desc.FormatPixel 도 바꿔 주세요.

(이미지의 비트가 24라면 RGB / RGB8 로 설정해주시면 됩니다)

TextureCubemap cubemap_tex{};
{
    std::array<std::string, 6> paths = {
        "textures/cubemap/px.png",
        "textures/cubemap/nx.png",
        "textures/cubemap/py.png",
        "textures/cubemap/ny.png",
        "textures/cubemap/pz.png",
        "textures/cubemap/nz.png",
    };
    std::array<void*, 6> datas{};
    const glm::uvec2 cubemap_size = { 2048, 2048 };

    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        int w{}, h{}, c{};
        datas[i] = stbi_load(paths[i].c_str(), &w, &h, &c, 0);
        assert(datas[i] != nullptr);
        assert(w == cubemap_size.x && h == cubemap_size.y);
    }

    TextureDesc desc{}; {
        desc.FormatData = DataType::UnsignedByte;
        desc.FormatInternal = InternalFormat::RGBA8;
        desc.FormatPixel = PixelFormat::RGBA;

        // 중요한 부분. 
        // 멀리서 보일 때, 밉맵을 적용해줍니다.
        desc.MagFilter = FilterType::Linear;
        desc.MinFilter = FilterType::LinearMipmapLinear;

        // S, T 말고도 R을 지정해줘야 합니다!
        desc.WrappingS = WrappingType::ClampToBorder;
        desc.WrappingT = WrappingType::ClampToBorder;
        desc.WrappingR = WrappingType::ClampToBorder;

        // 밉맵을 만들어야 합니다
        desc.MipmapGeneration = true;
    }

    cubemap_tex.initialize_by_bytes(cubemap_size, datas, desc);

    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        stbi_image_free(datas[i]);
    }
}

이제 렌더링 파트입니다.

스카이박스를 렌더링 할 때, 가장 중요한 건 3개입니다.

  1. Depth Func를 Less Equal 로 둔다.
  2. Depth Write를 비활성화한다.
  3. GL_TEXTURE_CUBE_MAP_SEAMLESS 플래그를 활성화한다.

차례대로 보죠.

우선, 가장 기본적인 Depth Func는

Less, 즉 기존의 픽셀보다 '앞에 있는 경우' 만 갱신하는 게 맞습니다.

스카이박스에서 Less 대신 Less Equal을 쓰는 이유는,

스카이박스가 '카메라를 기준으로 멀리 떨어져있기' 때문입니다.

다시 말해, 뎁스 버퍼가 1.0 으로 초기화 되었다고 할 때,

(0에 가까울수록 카메라와 가깝고, 1에 가까울수록 카메라와 먼 것입니다)

픽셀의 뎁스가 1.0이 된 경우 -

Depth Func가 Less일 때 1.0 < 1.0 은 성립하지 않기 때문에,

뎁스값이 1.0이어도 정상적으로 그려지도록

Less Equal 을 설정하는 것입니다.

만약 Less를 사용한다면, 아래 스크린샷처럼

스카이박스의 일부분이 노이즈와 함께 깨질 수 있습니다.

9_2.png

Depth Write를 비활성화(=Depth Mask를 0으로 설정) 하는 이유는,

스카이박스가 그저 카메라로부터 매우 멀리 있는 '배경' 으로써

뎁스 버퍼에 영향을 줄 이유가 없기 때문입니다.

GL_TEXTURE_CUBE_MAP_SEAMLESS 는

glEnable 과 glDisable 로 켜고 끌 수 있는

OpenGL의 설정입니다.

만약 이 설정을 끄게 되면

하단 스크린샷처럼

얇은 실선 아티팩트가 생기게 됩니다.

9_3.png

glDepthFunc 와 glDepthMask 부분의 변경점에 주목해주세요.

또한, 백페이스 컬링 설정은 그대로 두셔도 됩니다.

(스카이박스는 평범한 큐브처럼 '큐브 바깥에서 바라보는' 형태가 아니라,

큐브의 안쪽에서 바라보는 구조이기 때문에,

아까 업로드한 정점 데이터 단에서

CCW 방향으로 삼각형을 묶었을 때

정육면체의 바깥쪽이 아닌 안쪽을 바라보도록 만들어져 있습니다.)

 {
     // 화면 초기화 색상을 초록색으로 정하고, 컬러 버퍼와 깊이 버퍼를 초기화합니다.
     glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.1f, 1.0f);
     glClearDepth(1.0f);   // 깊이 버퍼 초기화 값을 1(가장 큰 뎁스)로.
     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

     glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 뎁스 테스트 활성화
     glDepthFunc(GL_LEQUAL);  // 새 픽셀의 뎁스가 기존 뎁스보다 작거나 같은 경우 통과
     glDepthMask(GL_FALSE);   // 뎁스 쓰기를 비활성화

     glEnable(GL_CULL_FACE);  // 백페이스 컬링 활성화
     glFrontFace(GL_CCW); // 삼각형을 CCW 방향으로 묶은 면이 앞면
     glCullFace(GL_BACK); // 뒷면을 컬링

     // 큐브맵을 그릴 때, 각 면 사이에 약간의 유격을 최소화합니다
     glEnable(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_SEAMLESS);

     // 정점 배열과 프로그램을 지정합니다.
     //     glDraw* 함수를 부르려면 이 두 코드가 꼭 필요합니다.
     va.bind();
     program.use();

     program.upload_uniform_mat4f("uProj", cam3d.get_projection_matrix().get_matrix());
     program.upload_uniform_mat4f("uView", cam3d.get_view_matrix().get_matrix());
     cubemap_tex.bind_unit(0);
     program.upload_uniform_sampler_cube("uCubemapTexture", 0);

     // glDrawArrays 는, 인덱스버퍼 없이 정점 버퍼로만 렌더링할 때 쓰이는 렌더 콜입니다.
     // 첫 번째 인자 : 프리미티브 지정.
     // 첫 번째 인자 : 정점 데이터의 오프셋 지정. 버퍼 안에 모델이 여러 개 있지 않은 이상, 0으로 둡니다.
     // 세 번째 인자 : 인덱스 개수
     glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);

 }

glDrawArrays 는 저희가 사용해왔던 glDrawElements 처럼

실질적인 렌더링 명령을 내리는, 렌더 콜입니다.

두 함수의 차이점은,

glDrawElements 는 'Elements' 라는 접두사로 유추할 수 있듯이

EBO 를 사용(=인덱스 정보를 사용)할 때 쓰이는 렌더 콜인데 반해

glDrawArrays 는 EBO 없이,

정점 버퍼로만 렌더링할 때 쓰입니다.

첫 번재 인자에 프리미티브를,

이어서 정점 버퍼 오프셋과 인덱스 개수를 넣어주면 됩니다.

(이전과 똑같이, 인덱스 개수는 36개입니다)

마지막으로, 셰이더를 수정해 줍시다.

정점 셰이더부터 보죠.

//     이제 3차원 정점이므로 vec3으로 받아야 합니다.
layout (location = 0) in vec3 aPos; 

layout (location = 1) uniform mat4 uProj;
layout (location = 2) uniform mat4 uView;

// TexCoord가 vec3인 이유는,
// 3차원 텍스쳐에서는 u, v가 아닌
//      u, v, w 이렇게 3개의 값이 필요하기 때문입니다.
// 이 값은 정점에서 가져오면 됩니다.
layout (location = 0) out vec3 TexCoord;

위에서 언급했듯이, 정점은 aPos 하나로 이루어집니다.

유니폼은 uProj, uView 만 필요하구요.

출력은 vec3 형 TexCoord 로 수정해주시면 됩니다.

// 트랜스폼행렬에서 Translation 속성을 제거합니다.
//     (x, y, z) 이동 속성이
//     4x4 행렬의 4번째 열에 있기 때문에 이러한 식이 됩니다. 
mat4 remove_translation(mat4 mat) {
    return mat4(mat3(mat));
}

// GLSL도 셰이더 1개당 진입점을 하나씩 가집니다.
// C++ 처럼 에러 코드를 반환하지는 않지만, 
//      버텍스 셰이더에서는 'gl_Position 이라는 내부 변수에 값을 쓰는 것' 이 핵심입니다.
//          gl_Position 은 버텍스 셰이더 내에서 읽고 쓰기가 가능한 vec4 타입의 변수이며,
//          이름 그대로 GPU에 넘겨질 정점을 뜻합니다. 왜 vec4이고 마지막에 1을 넣는지는 다다음 장을 참고해주세요.
void main() {
    vec4 pos = uProj * remove_translation(uView) * vec4(aPos, 1.0);
    gl_Position = pos.xyww;

    TexCoord = aPos; // 위치가 곧 UVW
}

변형 행렬의 위치 정보를 없애주는 함수인

mat4 remove_translation(mat4 mat) 을 정의해 주세요.

3x3 행렬로 변환하고 다시 4x4 행렬을 만드는 겁니다.

저희가 Transform2D 나 Transform3D를 통해 만든 최종 행렬은

하단 형태와 같기 때문에,

맨 오른쪽 열 (Tx, Ty, Tz) 를 없애면 위치 정보가 사라집니다.

| R R R Tx |
| R R R Ty |
| R R R Tz |
| 0 0 0  1 |

main() 에서는,

이러한 코드가 들어갑니다.

    vec4 pos = uProj * remove_translation(uView) * vec4(aPos, 1.0);
    gl_Position = pos.xyww;

첫 번째 줄은, 저희가 이전에 봐 왔던

WVP 와 거의 비슷한 형태입니다.

다만, uWorld 가 생략되고

uView 의 위치 정보가 제거되었다는 점이죠.

이는 카메라의 '회전' 정보는 남겨두되,

카메라가 움직인다고 해서 (카메라 기준) 매우 멀리 있는 배경이 움직이면 안 되기에

위치 정보를 제거해주는 겁니다.

그렇다면 두 번재 줄은 뭘까요?

저희는 이전에 gl_Position 에 WVP를 적용한 pos 값을 그대로 썼는데요,

pos.xyww 를 써서 pos의 z값 대신

w값이 들어가고 있습니다.

이는, 전에도 설명드렸다시피

저희가 정점 셰이더를 통해서 Clip Space의 정점을 넘긴 후에

OpenGL은 원근 나누기,

즉 (x / w, y / w, z / w) 를 수행합니다.

여기서 z값을 w와 같이 만든다면

(w / w) 즉, 최종적으로는 뎁스값이 1.0 이 되어

그 어떤 물체보다 뒤에 그려지는 것입니다.

(이때 뎁스값이 1.0이 나오는 경우를 고려하여

위에서 Depth Func를 Less Equal로 설정한 것입니다.)

프래그먼트 셰이더입니다.

#version 460 core

// 위의 코드에서 정점을 in 으로 받은 것과 다르게, 
// 이번에는 프래그먼트 셰이더가 'RGBA 색상을 출력' 한다는 것을 표현하기 위해 
// out 을 사용합니다.
// FragColor 라는 변수에 값을 쓴다는 것은, 최종적으로 화면에 그려질 픽셀의 색상을 결정하는 것과 같습니다.
layout (location = 0) out vec4 FragColor;

layout (location = 0) in vec3 TexCoord;

// 2D 텍스쳐 대신, 큐브맵 텍스쳐입니다.
layout (binding = 0) uniform samplerCube uCubemapTexture;

void main() {
    FragColor = vec4(texture(uCubemapTexture, TexCoord).rgb, 1);
}

sampler2D 대신 samplerCube 를 사용함에 유의하시고,

TexCoord의 타입을 vec3으로 맞추는 것도 잊지 마세요.

샘플링할 때는 sampler2D 와 구별되는 함수를 쓸 필요 없이,

texture() 를 불러주면 자동으로 오버로딩된 함수가 불리게 됩니다.

이제 코드를 실행해 보세요.

다음과 같이, 카메라를 움직여서

3차원의 배경이 그려진다면 성공입니다.

9_4.gif

전체 코드는 아래를 참고해 주시고,

다음 글에서는 3D에서의 기본 셰이딩 기법 을 주제로

퐁 셰이딩을 시작으로 여러 기본적인 셰이딩 기법들을 알아보겠습니다.

전체 코드 보기 

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#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <cassert>

#define GLM_ENABLE_EXPERIMENTAL
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/ext.hpp>

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include <stb_image.h>

#include <iostream>
#include <vector>
#include <optional>
#include <array>
#include <unordered_map>

const char* s_vertex_shader_src =
R"""(// 모든 GLSL 코드는 #version [버전] [core(선택)] 이라는 전처리기로 시작합니다.
#version 460 core

//     이제 3차원 정점이므로 vec3으로 받아야 합니다.
layout (location = 0) in vec3 aPos; 

layout (location = 1) uniform mat4 uProj;
layout (location = 2) uniform mat4 uView;

// TexCoord가 vec3인 이유는,
// 3차원 텍스쳐에서는 u, v가 아닌
//      u, v, w 이렇게 3개의 값이 필요하기 때문입니다.
// 이 값은 정점에서 가져오면 됩니다.
layout (location = 0) out vec3 TexCoord;

// 트랜스폼행렬에서 Translation 속성을 제거합니다.
//     (x, y, z) 이동 속성이
//     4x4 행렬의 4번째 열에 있기 때문에 이러한 식이 됩니다. 
mat4 remove_translation(mat4 mat) {
    return mat4(mat3(mat));
}

// GLSL도 셰이더 1개당 진입점을 하나씩 가집니다.
// C++ 처럼 에러 코드를 반환하지는 않지만, 
//      버텍스 셰이더에서는 'gl_Position 이라는 내부 변수에 값을 쓰는 것' 이 핵심입니다.
//          gl_Position 은 버텍스 셰이더 내에서 읽고 쓰기가 가능한 vec4 타입의 변수이며,
//          이름 그대로 GPU에 넘겨질 정점을 뜻합니다. 왜 vec4이고 마지막에 1을 넣는지는 다다음 장을 참고해주세요.
void main() {
    vec4 pos = uProj * remove_translation(uView) * vec4(aPos, 1.0);
    gl_Position = pos.xyww;

    TexCoord = aPos; // 위치가 곧 UVW
}
)""";

const char* s_fragment_shader_src =
R"""(#version 460 core

// 위의 코드에서 정점을 in 으로 받은 것과 다르게, 
// 이번에는 프래그먼트 셰이더가 'RGBA 색상을 출력' 한다는 것을 표현하기 위해 
// out 을 사용합니다.
// FragColor 라는 변수에 값을 쓴다는 것은, 최종적으로 화면에 그려질 픽셀의 색상을 결정하는 것과 같습니다.
layout (location = 0) out vec4 FragColor;

layout (location = 0) in vec3 TexCoord;

// 2D 텍스쳐 대신, 큐브맵 텍스쳐입니다.
layout (binding = 0) uniform samplerCube uCubemapTexture;

void main() {
    FragColor = vec4(texture(uCubemapTexture, TexCoord).rgb, 1);
}
)""";


class Transform2D final {
private:
    glm::vec2 m_position{ 0.0f, 0.0f };
    float     m_rotation{ 0.0f };
    glm::vec2 m_scale{ 1.0f, 1.0f };
private:
    glm::mat4 m_matrix{ 1.0f };
public:
    Transform2D() {
        this->_update_matrix();
    }
    Transform2D(const glm::vec2& pos, const float& rot, const glm::vec2& scl)
        : m_position(pos), m_rotation(rot), m_scale(scl) {
        this->_update_matrix();
    }
    ~Transform2D() = default;
public:
    const glm::mat4& get_matrix() const { return m_matrix; }
public:
    void set_position(const glm::vec2& value) { m_position = value; this->_update_matrix(); }
    void set_rotation(const float& value) { m_rotation = value; this->_update_matrix(); }
    void set_scale(const glm::vec2& value) { m_scale = value; this->_update_matrix(); }
public:
    const glm::vec2& get_position() const { return m_position; }
    const float& get_rotation() const { return m_rotation; }
    const glm::vec2& get_scale() const { return m_scale; }
private:
    void _update_matrix() {
        m_matrix = glm::mat4{ 1.0f };
        m_matrix = glm::translate(m_matrix, { m_position.x, -m_position.y, 0.0f });
        m_matrix = glm::rotate(m_matrix, m_rotation, { 0.0f, 0.0f, 1.0f });
        m_matrix = glm::scale(m_matrix, { m_scale.x, m_scale.y, 1.0f });
    }
};

class Transform3D final {
private:
    glm::vec3 m_position{ 0.0f, 0.0f, 0.0f };
private:
    glm::vec3 m_rotation{ 0.0f, 0.0f, 0.0f }; // 라디안입니다
private:
    glm::quat m_orientation{ 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };
private:
    glm::vec3 m_scale{ 1.0f, 1.0f, 1.0f };
private:
    glm::mat4 m_matrix{ 1.0f };
public:
    Transform3D() {
        this->_update_matrix();
    }
    Transform3D(const glm::vec3& pos, const glm::vec3& rot, const glm::vec3& scl)
        : m_position(pos), m_rotation(rot), m_scale(scl)
    {
        _update_matrix();
    }
    ~Transform3D() = default;
public:
    void set_position(const glm::vec3& value) { m_position = value; _update_matrix(); }
    void set_rotation(const glm::vec3& value) {
        m_rotation = value;

        // 오일러 -> 쿼터니언
        m_orientation =
            glm::angleAxis(m_rotation.y, glm::vec3(0, 1, 0)) *
            glm::angleAxis(m_rotation.z, glm::vec3(0, 0, 1)) *
            glm::angleAxis(m_rotation.x, glm::vec3(1, 0, 0));

        _update_matrix();
    }
    void set_orientation(const glm::quat& value) {
        m_orientation = value;

        // 쿼터니언 -> 오일러
        glm::mat4 m = glm::toMat4(value);
        glm::extractEulerAngleYZX(m,
            m_rotation.y, m_rotation.z, m_rotation.x
        );

        _update_matrix();
    }
    void set_scale(const glm::vec3& value) { m_scale = value; _update_matrix(); }
public:
    const glm::mat4& get_matrix() const { return m_matrix; }
    const glm::vec3& get_position() const { return m_position; }
    const glm::vec3& get_rotation() const { return m_rotation; }
    const glm::quat& get_orientation() const { return m_orientation; }
    const glm::vec3& get_scale() const { return m_scale; }
private:
    void _update_matrix() {
        auto scaling = glm::scale(glm::mat4{ 1.0f }, m_scale);
        //auto rotation =
        //    glm::rotate(glm::mat4(1.0f), m_rotation.y, { 0.0f, 1.0f, 0.0f });
        //rotation = glm::rotate(rotation, m_rotation.z, { 0.0f, 0.0f, 1.0f });
        //rotation = glm::rotate(rotation, m_rotation.x, { 1.0f, 0.0f, 0.0f });

        auto rotation = glm::toMat4(m_orientation);

        auto translation = glm::translate(glm::mat4{ 1.0f }, m_position);
        m_matrix = translation * rotation * scaling;
    }
};

class ViewMatrix2D final {
private:
    glm::vec2 m_position{ 0.0f, 0.0f };
    float     m_rotation{ 0.0f };
    glm::vec2 m_zoom{ 1.0f, 1.0f };
private:
    glm::mat4 m_matrix{ 1.0f };
public:
    ViewMatrix2D() { this->_update_matrix(); }
    ViewMatrix2D(const glm::vec2& pos, const float& rot, const glm::vec2& zoom)
        : m_position(pos), m_rotation(rot), m_zoom(zoom) {
        this->_update_matrix();
    }
    ~ViewMatrix2D() = default;
public:
    void set_position(const glm::vec2& value) { m_position = value; this->_update_matrix(); }
    void set_rotation(const float& value) { m_rotation = value; this->_update_matrix(); }
    void set_zoom(const glm::vec2& value) { m_zoom = value; this->_update_matrix(); }
public:
    const glm::vec2& get_position() const { return m_position; }
    const float& get_rotation() const { return m_rotation; }
    const glm::vec2& get_zoom() const { return m_zoom; }
    const glm::mat4& get_matrix() const { return m_matrix; }
private:
    void _update_matrix() {
        m_matrix = glm::mat4{ 1.0f };

        m_matrix = glm::scale(m_matrix, { m_zoom.x, m_zoom.y, 1.0f });
        m_matrix = glm::rotate(m_matrix, -m_rotation, { 0.0f, 0.0f, 1.0f });
        m_matrix = glm::translate(m_matrix, { -m_position.x, m_position.y, 0.0f });
    }
};

//class ViewMatrix3D final {
class ViewMatrix3D_EulerAngle final {
private:
    glm::vec3 m_position{ 0.0f, 0.0f, 0.0f };
private:
    float m_yaw = 0.0f;   // Y축(업벡터) 기준
    float m_pitch = 0.0f; // right 축기준
private:
    glm::vec3 m_target{ 0.0f, 0.0f, -1.0f };
    glm::vec3 m_up{ 0.0f, 1.0f, 0.0f };
    glm::vec3 m_right{ 1.0f, 0.0f, 0.0f };
private:
    glm::mat4 m_matrix{ 1.0f };
public:
    ViewMatrix3D_EulerAngle() {
        this->_update_matrix();
    }
    void set_position(const glm::vec3& pos) {
        m_position = pos;
        this->_update_matrix();
    }
    void add_yaw(const float& value) {
        m_yaw += value;
        this->_update_matrix();
    }
    void add_pitch(const float& value) {
        m_pitch += value;
        m_pitch = glm::clamp(m_pitch, -glm::radians(89.0f), glm::radians(89.0f));
        this->_update_matrix();
    }
public:
    glm::vec3 get_front_vector() const {
        return m_target;
    }
    glm::vec3 get_right_vector() const {
        return m_right;
    }
    glm::vec3 get_up_vector() const {
        return m_up;
    }
public:
    const glm::vec3& get_position() const { return m_position; }
    const glm::mat4& get_matrix() const { return m_matrix; }
private:
    void _update_matrix() {
        const glm::vec3 world_upvec = { 0.0f, 1.0f, 0.0f };

        glm::vec3 forward = {
            std::sin(m_yaw),
            0.0f,
            -std::cos(m_yaw)
        };
        forward = glm::normalize(forward);
        m_right = glm::normalize(glm::cross(forward, world_upvec));

        glm::mat4 pitch_rotmat = glm::rotate(glm::mat4(1.0f), m_pitch, m_right);
        m_target = glm::normalize(glm::vec3(pitch_rotmat * glm::vec4(forward, 0.0f)));

        m_up = glm::normalize(glm::cross(m_right, m_target));

        m_matrix = glm::lookAt(m_position, m_position + m_target, m_up);
    }
};


class ViewMatrix3D_Quaternion final {
private:
    glm::vec3 m_position{ 0.0f, 0.0f, 0.0f };
    glm::quat m_orientation{ 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };
private:
    glm::mat4 m_matrix{ 1.0f };
public:
    ViewMatrix3D_Quaternion() {
        this->_update_matrix();
    }
    void set_position(const glm::vec3& pos) {
        m_position = pos;
        this->_update_matrix();
    }
    void add_yaw(const float& value) {
        // 월드 up 기준 회전
        //  사원수를 '누적' 해야 함.
        glm::quat q = glm::angleAxis(-value, glm::vec3(0, 1, 0));
        m_orientation = glm::normalize(q * m_orientation);

        this->_update_matrix();
    }
    void add_pitch(const float& value) {
        glm::vec3 front = get_front_vector();
        // 단위원에서 r=1 이므로
        // sin(theta) = (y / 1) = y, 
        // theta = arcsin(y)
        float pitch = std::asin(glm::clamp(front.y, -1.0f, 1.0f));
        float newpitch = glm::clamp(pitch + value, -glm::radians(89.0f), glm::radians(89.0f));
        float delta = (newpitch - pitch);

        glm::vec3 right = get_right_vector();
        glm::quat q = glm::angleAxis(delta, right);
        m_orientation = glm::normalize(q * m_orientation);

        this->_update_matrix();
    }
public:
    glm::vec3 get_front_vector() const {
        return m_orientation * glm::vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f);
    }
    glm::vec3 get_right_vector() const {
        return m_orientation * glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    }
    glm::vec3 get_up_vector() const {
        return m_orientation * glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    }
public:
    const glm::vec3& get_position() const { return m_position; }
    const glm::mat4& get_matrix() const { return m_matrix; }
private:
    void _update_matrix() {
        glm::quat orien_rev = glm::conjugate(m_orientation);
        glm::mat4 rotation = glm::toMat4(orien_rev);
        // 통째로 반전해서 넣자.
        glm::mat4 translation = glm::translate(glm::mat4{ 1.0f }, -m_position);

        m_matrix = rotation * translation;
    }
};

//using ViewMatrix3D = ViewMatrix3D_EulerAngle;
using ViewMatrix3D = ViewMatrix3D_Quaternion;

class ProjectionMatrix2D final {
private:
    glm::uvec2 m_frustrum_size{ 1280, 720 };
    float m_near = -1.0f;
    float m_far = 1.0f;
private:
    glm::mat4 m_matrix{ 1.0f };
public:
    ProjectionMatrix2D() {
        this->_update_matrix();
    }
    ProjectionMatrix2D(const glm::uvec2& frustrum_size, const float& proj_near, const float& proj_far)
        : m_frustrum_size(frustrum_size), m_near(proj_near), m_far(proj_far)
    {
        this->_update_matrix();
    }
    ~ProjectionMatrix2D() = default;
public:
    void set_frustrum_size(const glm::uvec2& value) { m_frustrum_size = value; this->_update_matrix(); }
    void set_near(const float& value) { m_near = value; this->_update_matrix(); }
    void set_far(const float& value) { m_far = value; this->_update_matrix(); }
public:
    const glm::uvec2& get_frustrum_size() const { return m_frustrum_size; }
    const float& get_near() const { return m_near; }
    const float& get_far() const { return m_far; }
public:
    const glm::mat4& get_matrix() const { return m_matrix; }
private:
    void _update_matrix() {
        const float fwidth = static_cast<float>(m_frustrum_size.x);
        const float fheight = static_cast<float>(m_frustrum_size.y);

        //m_matrix = {
        //    2.0f / fwidth, 0.0f,           0.0f,                      0.0f,
        //    0.0f,          2.0f / fheight, 0.0f,                      0.0f,
        //    0.0f,          0.0f,           -2.0f / (m_far - m_near),  0.0f,
        //    0.0f,          0.0f,           -(m_far + m_near) / (m_far - m_near), 1.0f
        //};


        //m_matrix = {
        //    2.0f / fwidth,  0.0f,           0.0f,                     0.0f, //  -(right+left)/(right-left)
        //    0.0f,           2.0f / fheight, 0.0f,                     0.0f, //  -(top+bottom)/(top-bottom)
        //    0.0f,           0.0f,           -2.0f / (m_far - m_near), -(m_far + m_near) / (m_far - m_near),
        //    0.0f,           0.0f,           0.0f,                     1.0f
        //};

        //m_matrix = glm::ortho(-640.0f, 640.0f, -360.0f, 360.0f, -1.0f, 1.0f);
        float width_half = (fwidth / 2.0f);
        float height_half = (fheight / 2.0f);
        m_matrix = glm::ortho(-width_half, width_half, -height_half, height_half, m_near, m_far);
    }
};

enum class ProjectionType {
    Perspective,
    Ortho,
};

class ProjectionMatrix3D final {
private:
    glm::uvec2 m_frustrum_size{ /* 0 */ 1280, /* 0 */ 720 };
    float m_near = 0.1f;
    float m_far = 1000.0f;
private:
    float m_fov{ glm::radians(50.0f) };
private:
    ProjectionType m_projection_type = ProjectionType::Perspective;
private:
    glm::mat4 m_matrix{ 1.0f };
public:
    ProjectionMatrix3D() {
        this->_update_matrix();
    }
    ProjectionMatrix3D(const glm::uvec2& frustrum_size, const float& near, const float& far, const float& fov)
        : m_frustrum_size(frustrum_size),
        m_near(near),
        m_far(far),
        m_fov(fov)
    {
        this->_update_matrix();
    }
    ~ProjectionMatrix3D() = default;
public:
    void set_projection_type(const ProjectionType& type) {
        const auto last_type = m_projection_type;
        m_projection_type = type;
        if (last_type != m_projection_type) {
            this->_update_matrix();
        }
    }
    void set_frustrum_size(const glm::uvec2& value) {
        m_frustrum_size = value;

        this->_update_matrix();
    }
    void set_near(const float& value) {
        assert(value != 0.0f);
        m_near = value;
        this->_update_matrix();
    }
    void set_far(const float& value) {
        m_far = value;
        this->_update_matrix();
    }
    void set_fov(const float& value) {
        m_fov = value;

        this->_update_matrix();
    }
public:
    const ProjectionType& get_projection_type() const { return m_projection_type; }
    const glm::uvec2& get_frustrum_size() const { return m_frustrum_size; }
    const float& get_near() const { return m_near; }
    const float& get_far() const { return m_far; }
    const float& get_fov() const { return m_fov; }
public:
    const glm::mat4& get_matrix() const { return m_matrix; }
private:
    void _update_matrix() {
        if (m_projection_type == ProjectionType::Perspective) {
            assert(m_near > 0.0f);
            assert(m_far > 0.0f);
            m_matrix = glm::perspective(m_fov, float(m_frustrum_size.x) / float(m_frustrum_size.y), m_near, m_far);
        }
        else {
            float width_half = (float(m_frustrum_size.x) / 2.0f);
            float height_half = (float(m_frustrum_size.y) / 2.0f);
            m_matrix = glm::ortho(-width_half, width_half, -height_half, height_half, m_near, m_far);
        }
    }
};

class BufferData final {
private:
    std::vector<unsigned char> m_data{};
public:
    BufferData() = default;
    ~BufferData() = default;
    BufferData(const BufferData& other) = default;
    BufferData& operator=(const BufferData& other) = default;
public:
    BufferData(const void* data, const size_t& len) {
        assert(data != nullptr && len > 0);

        const auto* bytes = static_cast<const unsigned char*>(data);
        m_data.assign(bytes, bytes + len);
    }
public:
    void swap(std::vector<unsigned char>&& data) {
        m_data = std::move(data);
    }
private:
    void _add(const unsigned char* value, size_t count) {
        size_t old_size = m_data.size();
        m_data.resize(old_size + count);
        std::memcpy(m_data.data() + old_size, value, count);
    }
public:
    template <typename T, typename std::enable_if_t<std::is_trivially_copyable_v<T>, int> = 0>
    void add_pod(const T& value) {
        _add(reinterpret_cast<const unsigned char*>(&value), sizeof(T));
    }
    template <typename T, typename std::enable_if_t<std::is_trivially_copyable_v<T>, int> = 0>
    void add_vec(const T& v) {
        _add(reinterpret_cast<const unsigned char*>(&v), sizeof(T));
    }
public:
    void add_int32(int32_t v) { add_pod(v); }
    void add_uint32(uint32_t v) { add_pod(v); }
    void add_float(float v) { add_pod(v); }
public:
    void add_vec2i(const glm::ivec2& v) { add_vec(v); }
    void add_vec3i(const glm::ivec3& v) { add_vec(v); }
    void add_vec4i(const glm::ivec4& v) { add_vec(v); }
    void add_vec2u(const glm::uvec2& v) { add_vec(v); }
    void add_vec3u(const glm::uvec3& v) { add_vec(v); }
    void add_vec4u(const glm::uvec4& v) { add_vec(v); }
    void add_vec2(const glm::vec2& v) { add_vec(v); }
    void add_vec3(const glm::vec3& v) { add_vec(v); }
    void add_vec4(const glm::vec4& v) { add_vec(v); }
public:
    void reserve(const size_t& size) { m_data.reserve(size); }
public:
    const void* get_pointer() const { return m_data.data(); }
    size_t get_length() const { return m_data.size(); }
};

enum class BufferAccessType : GLenum {
    ReadOnly = GL_READ_ONLY,
    WriteOnly = GL_WRITE_ONLY,
    ReadAndWrite = GL_READ_WRITE,
};


enum class TransformFeedbackCaptureMode : GLenum {
    InterleavedAttribs = GL_INTERLEAVED_ATTRIBS,
    SeparateAttribs = GL_SEPARATE_ATTRIBS
};

enum class UniformType : GLenum {
    Sampler2D = GL_SAMPLER_2D,
    Sampler2DArray = GL_SAMPLER_2D_ARRAY,
    Sampler2DRect = GL_SAMPLER_2D_RECT,
    Sampler3D = GL_SAMPLER_3D,
    SamplerCube = GL_SAMPLER_CUBE,

    Int = GL_INT,
    Float = GL_FLOAT,
    Vec2f = GL_FLOAT_VEC2,
    Vec3f = GL_FLOAT_VEC3,
    Vec4f = GL_FLOAT_VEC4,

    Mat2f = GL_FLOAT_MAT2,
    Mat3f = GL_FLOAT_MAT3,
    Mat4f = GL_FLOAT_MAT4,

    Double = GL_DOUBLE,
    Vec2d = GL_DOUBLE_VEC2,
    Vec3d = GL_DOUBLE_VEC3,
    Vec4d = GL_DOUBLE_VEC4,

    Uint = GL_UNSIGNED_INT,
    Vec2u = GL_UNSIGNED_INT_VEC2,
    Vec3u = GL_UNSIGNED_INT_VEC3,
    Vec4u = GL_UNSIGNED_INT_VEC4,

    Bool = GL_BOOL,
    Vec2b = GL_BOOL_VEC2,
    Vec3b = GL_BOOL_VEC3,
    Vec4b = GL_BOOL_VEC4,

    Mat2x3f = GL_FLOAT_MAT2x3,
    Mat2x4f = GL_FLOAT_MAT2x4,
    Mat3x2f = GL_FLOAT_MAT3x2,
    Mat3x4f = GL_FLOAT_MAT3x4,
    Mat4x2f = GL_FLOAT_MAT4x2,
    Mat4x3f = GL_FLOAT_MAT4x3,

    Mat2d = GL_DOUBLE_MAT2,
    Mat3d = GL_DOUBLE_MAT3,
    Mat4d = GL_DOUBLE_MAT4,

    Mat2x3d = GL_DOUBLE_MAT2x3,
    Mat2x4d = GL_DOUBLE_MAT2x4,
    Mat3x2d = GL_DOUBLE_MAT3x2,
    Mat3x4d = GL_DOUBLE_MAT3x4,
    Mat4x2d = GL_DOUBLE_MAT4x2,
    Mat4x3d = GL_DOUBLE_MAT4x3,

};

enum class BufferUsage : GLenum {
    StreamDraw = GL_STREAM_DRAW, // 주기적으로 업로드
    StreamRead = GL_STREAM_READ,
    StreamCopy = GL_STREAM_COPY,

    StaticDraw = GL_STATIC_DRAW, // 초기에 한번만 업로드
    StaticRead = GL_STATIC_READ,
    StaticCopy = GL_STATIC_COPY,

    DynamicDraw = GL_DYNAMIC_DRAW, // 렌더링할때마다 버퍼 내용물을 재업로드
    DynamicRead = GL_DYNAMIC_READ,
    DynamicCopy = GL_DYNAMIC_COPY
};

enum class BufferStorageFlag : GLenum {
    MapRead = GL_MAP_READ_BIT,
    MapWrite = GL_MAP_WRITE_BIT,
    MapPersistent = GL_MAP_PERSISTENT_BIT,
    MapCoherent = GL_MAP_COHERENT_BIT,
    DynamicStorage = GL_DYNAMIC_STORAGE_BIT,
    ClientStorage = GL_CLIENT_STORAGE_BIT,
};


enum class BufferMappingFlag : GLenum {
    // 이 넷중에 하나는 필수
    Read = GL_MAP_READ_BIT, // 읽기전용
    Write = GL_MAP_WRITE_BIT, // 쓰기전용
    Persistent = GL_MAP_PERSISTENT_BIT, // 
    Coherent = GL_MAP_COHERENT_BIT,

    // 이 네개는 옵션
    //      이 세개중에 하나라도 켜지면 Read는 불가
    InvalidateRange = GL_MAP_INVALIDATE_RANGE_BIT, // 기존 버퍼의 범위(glMapRange) 를 무효화
    InvalidateBuffer = GL_MAP_INVALIDATE_BUFFER_BIT, // 기존 버퍼 전체를 무효화

    // 동기화 X, 성능 우선
    /*
    *   이거 쓰고 동기화하려면,
        glFinish() -> glUnmapBuffer() 순으로 불러야함
            (또는 glMemoryBarrier(),
             또는 glClientWaitSync 이후에 unmap)
    */
    Unsynchronized = GL_MAP_UNSYNCHRONIZED_BIT,

    FlushExplicit = GL_MAP_FLUSH_EXPLICIT_BIT, // 이게 켜지면 Write는 필수
};


enum class WrappingType : GLenum {
    ClampToEdge = GL_CLAMP_TO_EDGE,
    ClampToBorder = GL_CLAMP_TO_BORDER,
    Repeat = GL_REPEAT,
    MirroredRepeat = GL_MIRRORED_REPEAT
};

enum class FilterType : GLenum {
    Nearest = GL_NEAREST,
    Linear = GL_LINEAR,
    NearestMipmapNearest = GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST,
    LinearMipmapNearest = GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST,
    NearestMipmapLinear = GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR,
    LinearMipmapLinear = GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR
};

enum class InternalFormat : GLenum {
    CompressedRed = GL_COMPRESSED_RED,
    CompressedRedRGTC1 = GL_COMPRESSED_RED_RGTC1,
    CompressedRG = GL_COMPRESSED_RG,
    CompressedRGB = GL_COMPRESSED_RGB,
    CompressedRGBA = GL_COMPRESSED_RGBA,
    CompressedRGRGTC2 = GL_COMPRESSED_RG_RGTC2,
    CompressedSignedRedRGTC1 = GL_COMPRESSED_SIGNED_RED_RGTC1,
    CompressedSignedRGRGTC2 = GL_COMPRESSED_SIGNED_RG_RGTC2,
    CompressedSRGB = GL_COMPRESSED_SRGB,
    DepthStencil = GL_DEPTH_STENCIL,
    Depth24Stencil8 = GL_DEPTH24_STENCIL8,
    Depth32FStencil8 = GL_DEPTH32F_STENCIL8,
    DepthComponent = GL_DEPTH_COMPONENT,
    DepthComponent16 = GL_DEPTH_COMPONENT16,
    DepthComponent24 = GL_DEPTH_COMPONENT24,
    DepthComponent32F = GL_DEPTH_COMPONENT32F,
    R16F = GL_R16F,
    R16I = GL_R16I,
    R16SNorm = GL_R16_SNORM,
    R16UI = GL_R16UI,
    R32F = GL_R32F,
    R32I = GL_R32I,
    R32UI = GL_R32UI,
    R3G3B2 = GL_R3_G3_B2,
    R8 = GL_R8,
    R8I = GL_R8I,
    R8SNorm = GL_R8_SNORM,
    R8UI = GL_R8UI,
    Red = GL_RED,
    RG = GL_RG,
    RG16 = GL_RG16,
    RG16F = GL_RG16F,
    RG16SNorm = GL_RG16_SNORM,
    RG32F = GL_RG32F,
    RG32I = GL_RG32I,
    RG32UI = GL_RG32UI,
    RG8 = GL_RG8,
    RG8I = GL_RG8I,
    RG8SNorm = GL_RG8_SNORM,
    RG8UI = GL_RG8UI,
    RGB = GL_RGB,
    RGB10 = GL_RGB10,
    RGB10A2 = GL_RGB10_A2,
    RGB12 = GL_RGB12,
    RGB16 = GL_RGB16,
    RGB16F = GL_RGB16F,
    RGB16I = GL_RGB16I,
    RGB16UI = GL_RGB16UI,
    RGB32F = GL_RGB32F,
    RGB32I = GL_RGB32I,
    RGB32UI = GL_RGB32UI,
    RGB4 = GL_RGB4,
    RGB5 = GL_RGB5,
    RGB5A1 = GL_RGB5_A1,
    RGB8 = GL_RGB8,
    RGB8I = GL_RGB8I,
    RGB8UI = GL_RGB8UI,
    RGB9E5 = GL_RGB9_E5,
    RGBA = GL_RGBA,
    RGBA12 = GL_RGBA12,
    RGBA16 = GL_RGBA16,
    RGBA16F = GL_RGBA16F,
    RGBA16I = GL_RGBA16I,
    RGBA16UI = GL_RGBA16UI,
    RGBA2 = GL_RGBA2,
    RGBA32F = GL_RGBA32F,
    RGBA32I = GL_RGBA32I,
    RGBA32UI = GL_RGBA32UI,
    RGBA4 = GL_RGBA4,
    RGBA8 = GL_RGBA8,
    RGBA8UI = GL_RGBA8UI,
    SRGB8 = GL_SRGB8,
    SRGB8A8 = GL_SRGB8_ALPHA8,
    SRGBA = GL_SRGB_ALPHA,

    R11FG11FB10F = GL_R11F_G11F_B10F,
};

enum class PixelFormat : GLenum {
    Red = GL_RED,
    Green = GL_GREEN,
    Blue = GL_BLUE,
    Alpha = GL_ALPHA,
    RGB = GL_RGB,
    RGBA = GL_RGBA,
    BGR = GL_BGR,
    BGRA = GL_BGRA,
    RG = GL_RG,
    RedInteger = GL_RED_INTEGER,
    RGInteger = GL_RG_INTEGER,
    RGBInteger = GL_RGB_INTEGER,
    BGRInteger = GL_BGR_INTEGER,
    RGBAInteger = GL_RGBA_INTEGER,
    BGRAInteger = GL_BGRA_INTEGER,
    StencilIndex = GL_STENCIL_INDEX,
    DepthComponent = GL_DEPTH_COMPONENT,
    DepthStencil = GL_DEPTH_STENCIL
};

enum class DataType : GLenum {
    Byte = GL_BYTE,
    UnsignedByte = GL_UNSIGNED_BYTE,
    Short = GL_SHORT,
    UnsignedShort = GL_UNSIGNED_SHORT,
    Int = GL_INT,
    UnsignedInt = GL_UNSIGNED_INT,
    Float = GL_FLOAT,
    Double = GL_DOUBLE,

    UnsignedByte332 = GL_UNSIGNED_BYTE_3_3_2,
    UnsignedByte233Rev = GL_UNSIGNED_BYTE_2_3_3_REV,
    UnsignedShort565 = GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5,
    UnsignedShort565Rev = GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5_REV,
    UnsignedShort4444 = GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4,
    UnsignedShort4444Rev = GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4_REV,
    UnsignedShort5551 = GL_UNSIGNED_SHORT_5_5_5_1,
    UnsignedShort1555Rev = GL_UNSIGNED_SHORT_1_5_5_5_REV,
    UnsignedInt8888 = GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8,
    UnsignedInt8888Rev = GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV,
    UnsignedInt101010102 = GL_UNSIGNED_INT_10_10_10_2
};

class VertexLayout {
private:
    std::vector<std::pair<DataType, uint32_t>> m_attribs{ };
public:
    VertexLayout() = default;
    ~VertexLayout() = default;
public:
    void push_attrib(const DataType& type, const uint32_t& count) {
        m_attribs.emplace_back(type, count);
    }
public:
    const auto& get_attribs() const { return m_attribs; }
public:
    uint32_t get_vertex_size() const {
        uint32_t result = 0;
        for (const auto& attrib : m_attribs) {
            result += static_cast<uint32_t>(VertexLayout::get_data_size(attrib.first) * attrib.second);
        }
        return result;
    }
public:
    static size_t get_data_size(const DataType& type) {
        size_t result = 0;

        switch (type) {
        case (DataType::Byte): { result = sizeof(char); break; }
        case (DataType::UnsignedByte332): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedByte233Rev): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedByte): { result = sizeof(unsigned char); break; }
        case (DataType::Short): { result = sizeof(short); break; }
        case (DataType::UnsignedShort565): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedShort565Rev): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedShort4444): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedShort4444Rev): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedShort5551): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedShort1555Rev): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedShort): { result = sizeof(unsigned short); break; }
        case (DataType::Int): { result = sizeof(int); break; }
        case (DataType::UnsignedInt8888): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedInt8888Rev): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedInt101010102): [[fallthrough]];
        case (DataType::UnsignedInt): { result = sizeof(unsigned int); break; }
        case (DataType::Float): { result = sizeof(float); break; }
        case (DataType::Double): { result = sizeof(double); break; }
        default: { assert(false); break; }
        };
        return result;
    }
};

enum class ShaderType : uint32_t {
    Vertex = GL_VERTEX_SHADER,
    TessellationControl = GL_TESS_CONTROL_SHADER,
    TessellationEvaluation = GL_TESS_EVALUATION_SHADER,
    Geometry = GL_GEOMETRY_SHADER,
    Fragment = GL_FRAGMENT_SHADER,
    Compute = GL_COMPUTE_SHADER,
};

struct ShaderTypeHash {
    template <typename T>
    std::size_t operator()(T t) const {
        return static_cast<std::size_t>(t);
    }
};

class Buffer final {
private:
    GLuint m_ID = 0;
public:
    Buffer() {
        glCreateBuffers(1, &m_ID);
    }
    ~Buffer() {
        glDeleteBuffers(1, &m_ID);
    }
public:
    void upload_data(const BufferData& data, const BufferUsage& usage) const {
        glNamedBufferData(m_ID,
            data.get_length(),
            data.get_pointer(),
            (GLenum)(usage)
        );
    }
    void upload_empty_data(const size_t& size, const BufferUsage& usage) const {
        glNamedBufferData(m_ID,
            size,
            nullptr,
            (GLenum)(usage)
        );
    }
    void upload_sub_data(const uint32_t& offset, const BufferData& data) const {
        glNamedBufferSubData(
            m_ID,
            offset,
            data.get_length(), data.get_pointer()
        );
    }
    void download_sub_data(const uint32_t& offset, void* dst, const size_t& size) const {
        glGetNamedBufferSubData(
            m_ID,
            offset,
            size, dst
        );
    }
public:
    void* map(const BufferAccessType& type) const {
        return glMapNamedBuffer(m_ID,
            (GLenum)(type)
        );
    }
    void* map_range(const uint32_t& offset, const size_t& size, const BufferMappingFlag& flag) const {
        return glMapNamedBufferRange(
            m_ID, offset, size, (GLenum)(flag));
    }
    void flush_mapped_range(const uint32_t& offset, const size_t& size) const {
        glFlushMappedNamedBufferRange(
            m_ID,
            offset,
            size
        );
    }
    void unmap() const {
        glUnmapNamedBuffer(m_ID);
    }
public:
    void copy_from(const Buffer& src, const uint32_t& read_offset, const uint32_t& write_offset, const size_t& size) const {
        glCopyNamedBufferSubData(
            src.get_opengl_id(), m_ID,
            read_offset, write_offset, size
        );
    }
    void copy_to(const Buffer& dst, const uint32_t& read_offset, const uint32_t& write_offset, const size_t& size) const {
        glCopyNamedBufferSubData(
            m_ID, dst.get_opengl_id(),
            read_offset, write_offset, size
        );
    }
public:
    void clear_data(const InternalFormat& iformat, const PixelFormat& format, const DataType& data_type, const void* data /* 배열 아님. 보통 0임 */) const {
        glClearNamedBufferData(
            m_ID,
            (GLenum)(iformat),
            (GLenum)(format),
            (GLenum)(data_type), data
        );
    }
    void clear_sub_data(const InternalFormat& iformat, const uint32_t& offset, const size_t& size, const PixelFormat& format, const DataType& data_type, const void* data /* 배열 아님, 보통0 */) const {
        glClearNamedBufferSubData(
            m_ID,
            (GLenum)(iformat),
            offset, size,
            (GLenum)(format),
            (GLenum)(data_type),
            data
        );
    }
public:
    void upload_storage(const BufferData& data, const BufferStorageFlag& flag) const {
        glNamedBufferStorage(
            m_ID,
            data.get_length(), data.get_pointer(),
            (GLenum)(flag)
        );
    }
    void upload_storage(const size_t& size, const BufferStorageFlag& flag) const {
        glNamedBufferStorage(
            m_ID,
            size, nullptr,
            (GLenum)(flag)
        );
    }
public:
    const GLuint& get_opengl_id() const { return m_ID; }
};

class VertexArray final {
private:
    GLuint m_ID = 0;
public:
    VertexArray() {
        glCreateVertexArrays(1, &m_ID);

    }
    ~VertexArray() {
        glDeleteBuffers(1, &m_ID);

    }
public:
    void bind() const {
        glBindVertexArray(m_ID);

    }
public:
    void bind_vertex_buffer(const uint32_t& binding_idx, const Buffer* buffer, const uint32_t& offset, const VertexLayout& layout) const {
        auto vbo_id = buffer->get_opengl_id();
        glVertexArrayVertexBuffer(
            m_ID, binding_idx, vbo_id,
            offset, layout.get_vertex_size()
        );

        const auto& vertex_size = layout.get_vertex_size();
        const auto& attribs = layout.get_attribs();

        int attrib_index = 0;
        uint32_t offset_ptr = 0;

        for (const auto& attrib : attribs) {
            glEnableVertexArrayAttrib(m_ID, attrib_index);

            glVertexArrayAttribFormat(
                m_ID, attrib_index, attrib.second, (GLenum)(attrib.first), GL_FALSE, offset_ptr
            );

            glVertexArrayAttribBinding(
                m_ID,
                attrib_index,
                binding_idx
            );

            offset_ptr += static_cast<uint32_t>(VertexLayout::get_data_size(attrib.first)) * attrib.second;
            attrib_index++;
        }
    }
    void bind_element_buffer(const Buffer* buffer) const {
        glVertexArrayElementBuffer(m_ID, buffer->get_opengl_id());
    }
public:
    void set_divisor(const uint32_t& binding_idx, const uint32_t& divisor) const {
        glVertexArrayBindingDivisor(
            m_ID,
            binding_idx, divisor
        );
    }
public:
    const GLuint& get_opengl_id() const { return m_ID; }
};


class ShaderProgram final {
private:
    std::unordered_map<std::string, UniformType>
        m_uniform_type_map{ };
private:
    GLuint m_ID = 0;
private:
    std::unordered_map<ShaderType, GLuint, ShaderTypeHash> m_shader_map{ };
    std::unordered_map<std::string, int> m_uniform_location_map{ };
private:
private:
    // 서브루틴 기능은 OpenGL에만 있다.
    struct SubroutineInfo {
        // 타겟 uniform 서브루틴 이름 -->  해당 셰이더에서의 인덱스
        std::unordered_map<std::string, GLuint> location_map{ };
        // 특정 서브루틴 이름         -->  해당 서브루틴의 인덱스
        std::unordered_map<std::string, GLuint> index_map{ };
        // 이걸 전부 glUniformSubroutinesuiv에 전달.
        std::vector<GLuint> storage{};
    };
    mutable std::unordered_map<ShaderType, SubroutineInfo, ShaderTypeHash> m_subroutine_info_map{ };
public:
    ShaderProgram() {
        m_ID = glCreateProgram();
    }
    ~ShaderProgram() {
        for (const auto& [type, id] : m_shader_map) {
            glDetachShader(m_ID, id);
            glDeleteShader(id);
        }
        glDeleteProgram(m_ID);
    }
public:
    void use() const {
        glUseProgram(m_ID);
    }
public:
    void attach_shader(const ShaderType& type, const std::string_view& src) {
        assert(m_shader_map.find(type) == m_shader_map.end());
        uint32_t id = glCreateShader((GLenum)(type));
        const auto* ptr = src.data();
        glShaderSource(id, 1, &ptr, NULL);
        glCompileShader(id);
        int success = 0;
        glGetShaderiv(id, GL_COMPILE_STATUS, &success);
        if (!success) {
            char buffer[1024] = { 0, };
            glGetShaderInfoLog(id, 1024, NULL, buffer);
            std::cout << "failed to compile shader : " << buffer << "\n";
            assert(false);
        }
        m_shader_map[type] = id;
        glAttachShader(m_ID, id);
    }
    void link() const {
        glLinkProgram(m_ID);
        int success = 0;
        glGetProgramiv(m_ID, GL_LINK_STATUS, &success);
        if (!success) {
            char buffer[1024] = { 0, };
            glGetProgramInfoLog(m_ID, 1024, NULL, &buffer[0]);
            std::cout << "failed to link program : " << buffer << "\n";
            assert(false);
        }
    }
public:
    void set_transform_feedback_varyings(const std::vector<std::string_view>& varyings, const TransformFeedbackCaptureMode& capture_mode) const {
        std::vector<const char*> strs{};
        strs.reserve(varyings.size());
        for (const auto& s : varyings) { strs.emplace_back(s.data()); }
        glTransformFeedbackVaryings(
            m_ID, static_cast<GLsizei>(strs.size()), strs.data(),
            (GLenum)(capture_mode)
        );
    }
    void get_varying(const uint32_t& index, std::string& out_name, uint32_t& out_size /* 배열이면 out_size > 1 */, UniformType& out_type) const {
        char name[64] = { 0, };
        GLsizei length = 0, size = 0;
        GLenum type = 0;

        glGetTransformFeedbackVarying(
            m_ID,
            index,
            64,
            &length,
            &size,
            &type,
            name
        );

        out_name = name;
        out_size = size;
        out_type = (UniformType)(type);
    }
public:
    void upload_uniform_bool(const std::string& name, const bool& value) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Bool);
        glProgramUniform1i(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), value);
    }
    void upload_uniform_int(const std::string& name, const int& value) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Int);
        glProgramUniform1i(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), value);
    }
    void upload_uniform_float(const std::string& name, const float& value) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Float);
        glProgramUniform1f(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), value);
    }
    void upload_uniform_vec2f(const std::string& name, const glm::vec2& value) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Vec2f);
        glProgramUniform2f(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), value.x, value.y);
    }
    void upload_uniform_vec3f(const std::string& name, const glm::vec3& value) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Vec3f);
        glProgramUniform3f(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), value.x, value.y, value.z);
    }
    void upload_uniform_vec4f(const std::string& name, const glm::vec4& value) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Vec4f);
        glProgramUniform4f(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), value.x, value.y, value.z, value.w);
    }
    void upload_uniform_mat4f(const std::string& name, const glm::mat4& value) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Mat4f);
        glProgramUniformMatrix4fv(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), 1, GL_FALSE, &value[0][0]);
    }
    void upload_uniform_sampler2d(const std::string& name, const int& slot) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Sampler2D);
        glProgramUniform1i(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), slot);
    }
    void upload_uniform_sampler2d_array(const std::string& name, const int& slot) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::Sampler2DArray);
        glProgramUniform1i(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), slot);
    }
    void upload_uniform_sampler_cube(const std::string& name, const int& slot) const {
        assert(m_uniform_location_map.find(name) != m_uniform_location_map.end());
        assert(m_uniform_type_map.at(name) == UniformType::SamplerCube);
        glProgramUniform1i(m_ID, m_uniform_location_map.at(name), slot);
    }
public:
    void upload_uniform_subroutine(const ShaderType& type, const std::string& target_name, const std::string& subroutine_fn_name) const {
        auto& info = m_subroutine_info_map.at(type);
        GLuint loc = info.location_map.at(target_name);
        GLuint index = info.index_map.at(subroutine_fn_name);
        // 기록 하고? 다시 갱신해주는거임.
        info.storage.at(loc) = index;
        glUniformSubroutinesuiv(
            (GLenum)(type),
            info.storage.size(),
            info.storage.data()
        );
    }
public:
    void register_uniform(const std::string& name, const UniformType& type) {

        assert(m_uniform_type_map.find(name) == m_uniform_type_map.end());
        m_uniform_type_map[name] = type;

        auto loc = glGetUniformLocation(m_ID, name.c_str());

        // GLSL컴파일러가 너무 똑똑해서 안쓰는건 다 없애버리기에 
        // 이걸 해놓으면 (디버깅이) 귀찮아짐
        //assert(loc != -1);
        m_uniform_location_map[name] = loc;

        if (loc == -1) { return; }

        {
            const GLchar* str = name.c_str();
            const GLchar* const arr[] = { str };

            // 주의 : 컴파일단에서 안쓰이는거 없어진 경우
            //      여기서 INVALID_INDEX뜸..
            GLuint gl_index{};
            glGetUniformIndices(m_ID, 1, arr, &gl_index);

            assert(gl_index != GL_INVALID_INDEX);

            GLint gl_type{};
            glGetActiveUniformsiv(m_ID, 1, &gl_index, GL_UNIFORM_TYPE, &gl_type);

            assert((GLenum)type == (gl_type));
        }
    }
public:
    void set_uniform_block_binding(const uint32_t& block_index, const uint32_t& binding) const {
        glUniformBlockBinding(m_ID, block_index, binding);
    }
    uint32_t get_uniform_block_index(const std::string& name) const {
        return glGetUniformBlockIndex(m_ID, name.c_str());
    }
public:
    const uint32_t& get_opengl_id() const { return m_ID; }
private:
    void _register_subroutines() {

        GLenum interfaces[] = {
            GL_VERTEX_SUBROUTINE,
            GL_GEOMETRY_SUBROUTINE,
            GL_TESS_CONTROL_SUBROUTINE,
            GL_TESS_EVALUATION_SUBROUTINE,
            GL_FRAGMENT_SUBROUTINE,
            GL_COMPUTE_SUBROUTINE
        };
        ShaderType shader_stages[] = {
            ShaderType::Vertex,
            ShaderType::Geometry,
            ShaderType::TessellationControl,
            ShaderType::TessellationEvaluation,
            ShaderType::Fragment,
            ShaderType::Compute
        };

        GLint interfaces_count = std::size(interfaces);

        for (GLint i = 0; i < interfaces_count; ++i) {
            /* Get all active subroutines */
            GLenum program_interface = interfaces[i];

            // 해당 셰이더에 정의된 subroutine의 개수
            GLint num_subroutines = 0;
            glGetProgramInterfaceiv(m_ID, program_interface, GL_ACTIVE_RESOURCES, &num_subroutines);

            const GLenum properties[] = { GL_NAME_LENGTH };
            const GLint properties_size = sizeof(properties) / sizeof(properties[0]);

            // 해당 셰이더에 얼만큼 크기의 서브루틴배열을 넘겨야 하는가??
            GLint count_subroutine_locations = 0;
            glGetProgramStageiv(m_ID, (GLenum)(shader_stages[i]), GL_ACTIVE_SUBROUTINE_UNIFORM_LOCATIONS, &count_subroutine_locations);
            m_subroutine_info_map[shader_stages[i]]
                .storage.resize(count_subroutine_locations);

            // location_map 채우기
            std::vector<std::string> uniform_names{};
            GLint count = 0;
            glGetProgramInterfaceiv(m_ID, program_interface, GL_ACTIVE_RESOURCES, &count);
            for (GLint i = 0; i < count; ++i) {
                char name[256];
                GLsizei length = 0;
                glGetProgramResourceName(
                    m_ID,
                    program_interface,
                    i,
                    sizeof(name),
                    &length,
                    name
                );
                uniform_names.push_back(std::string(name));
            }
            for (const auto& name : uniform_names) {
                GLuint location = glGetSubroutineUniformLocation(
                    m_ID,
                    (GLenum)(shader_stages[i]),
                    name.c_str()
                );

                m_subroutine_info_map[shader_stages[i]]
                    .location_map.at(name) = location;
            }

            // index_map 채우기
            for (GLint j = 0; j < num_subroutines; ++j) {
                GLint values[properties_size];
                GLint length = 0;
                glGetProgramResourceiv(m_ID, program_interface, j, properties_size, properties, properties_size, &length, values);

                std::vector<char> name_data(values[0]);
                glGetProgramResourceName(m_ID, program_interface, j, name_data.size(), nullptr, &name_data[0]);
                std::string subroutine_name(name_data.begin(), name_data.end() - 1);

                GLuint subroutine_index = glGetSubroutineIndex(m_ID, (GLenum)(shader_stages[i]), subroutine_name.c_str());

                m_subroutine_info_map[shader_stages[i]]
                    .index_map[subroutine_name] = subroutine_index;
            }
        }
    }
};

struct TextureDesc {
    FilterType MagFilter = FilterType::Linear;
    FilterType MinFilter = FilterType::Linear;
    WrappingType WrappingS = WrappingType::Repeat;
    WrappingType WrappingT = WrappingType::Repeat;
    WrappingType WrappingR = WrappingType::Repeat;
    InternalFormat FormatInternal = InternalFormat::RGBA8;
    PixelFormat FormatPixel = PixelFormat::RGBA;
    DataType FormatData = DataType::UnsignedByte;
    bool     MipmapGeneration = false;
    // 해당 텍스쳐의 밉맵을 몇 개나 생성할 건지.
    std::optional<int>   MipmapLevel = std::nullopt;
};

enum class CubemapFaceType : uint32_t {
    PositiveX = 0,
    NegativeX = 1,
    PositiveY = 2,
    NegativeY = 3,
    PositiveZ = 4,
    NegativeZ = 5,
};

class Texture2D final {
private:
    mutable glm::uvec2 m_size{};
private:
    mutable TextureDesc m_desc{};
private:
    GLuint m_ID = 0;
public:
    Texture2D() {
        glCreateTextures(GL_TEXTURE_2D, 1, &m_ID);
    }
    ~Texture2D() {
        glDeleteTextures(1, &m_ID);
    }
public:
    void initialize_empty(const glm::uvec2& size, const TextureDesc& desc) const {
        m_size = size;
        m_desc = desc;

        // 밉맵 최대 레벨이 1이면 밉맵X, 기본 1개만 사용
        int mip_level_count = 1;
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            if (desc.MipmapLevel.has_value()) {
                mip_level_count = desc.MipmapLevel.value();
            }
            else {
                mip_level_count = 1 + static_cast<int>(std::floor(std::log2(std::max(size.x, size.y))));
            }
        }
        glTextureStorage2D(m_ID, mip_level_count,
            (GLenum)desc.FormatInternal,
            static_cast<int>(size.x), static_cast<int>(size.y)
        );

        glTextureParameteri(this->m_ID, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, (GLenum)desc.MinFilter);
        glTextureParameteri(this->m_ID, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, (GLenum)desc.MagFilter);
        glTextureParameteri(this->m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_S, (GLenum)desc.WrappingS);
        glTextureParameteri(this->m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_T, (GLenum)desc.WrappingT);

        glClearTexImage(m_ID, 0,
            (GLenum)desc.FormatPixel,
            (GLenum)desc.FormatData,
            nullptr
        );

        // 앞에서 0으로 mipmap레벨 0을 초기화했으므로
        //      이 명령은 유효하다
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            glGenerateTextureMipmap(m_ID);
        }
    }
    void initialize_by_bytes(const glm::uvec2& size, const void* data, const TextureDesc& desc) const {
        m_size = size;

        // 밉맵 최대 레벨이 1이면 밉맵X, 기본 1개만 사용
        int mip_level_count = 1;

        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            if (desc.MipmapLevel.has_value()) {
                mip_level_count = desc.MipmapLevel.value();
            }
            else {
                mip_level_count = 1 + static_cast<int>(std::floor(std::log2(std::max(size.x, size.y))));
            }
        }

        glTextureStorage2D(m_ID, mip_level_count,
            (GLenum)desc.FormatInternal,
            static_cast<int>(size.x), static_cast<int>(size.y)
        );

        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, (GLenum)desc.MinFilter);
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, (GLenum)desc.MagFilter);
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_S, (GLenum)desc.WrappingS);
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_T, (GLenum)desc.WrappingT);

        // 그냥 여기서 레벨 0만 초기화하고,
        //      glGenerateTextureMipmap()  불러주면 자동으로 채워짐.
        glTextureSubImage2D(
            m_ID,
            0, // 레벨 0만 초기화
            0, 0, // 오프셋
            static_cast<int>(size.x),
            static_cast<int>(size.y),
            (GLenum)desc.FormatPixel,
            (GLenum)desc.FormatData,
            data
        );

        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            glGenerateTextureMipmap(m_ID);
        }
    }
public:
    void upload_sub_image(const glm::ivec2& offset, const glm::uvec2& mipmap_size, const int& mip_lvl, const void* ptr) const {

        // 이미 init이 되어 있다고 가정
        //      -> texStorage 이미 끝남....
        glTextureSubImage2D(
            m_ID,
            mip_lvl, // 타겟팅하는 밉맵 레벨
            offset.x, offset.y, // 오프셋
            static_cast<int>(mipmap_size.x), // 해당 밉맵 크기
            static_cast<int>(mipmap_size.y), // 해당 밉맵 크기
            (GLenum)m_desc.FormatPixel,
            (GLenum)m_desc.FormatData,
            ptr
        );
    }
public:
    void bind_unit(const uint32_t& slot) const {
        glBindTextureUnit(slot, m_ID);
    }
public:
    const GLuint& get_opengl_id() const { return m_ID; }
};

class TextureCubemap final {
private:
    mutable glm::uvec2 m_size{};
private:
    GLuint m_ID = 0;
public:
    TextureCubemap() {
        glCreateTextures(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, 1, &m_ID);
    }
    ~TextureCubemap() {
        glDeleteTextures(1, &m_ID);
    }
public:
    void initialize_empty(const glm::uvec2& size, const TextureDesc& desc) const {
        m_size = size;

        int mip_level_count = 1;
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            if (desc.MipmapLevel.has_value()) {
                mip_level_count = desc.MipmapLevel.value();
            }
            else {
                mip_level_count = 1 + static_cast<int>(std::floor(std::log2(std::max(size.x, size.y))));
            }
        }

        glTextureStorage2D(m_ID, mip_level_count,
            (GLenum)(desc.FormatInternal),
            static_cast<int>(size.x), static_cast<int>(size.y)
        );

        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, (GLenum)(desc.MinFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, (GLenum)(desc.MagFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_S, (GLenum)(desc.WrappingS));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_T, (GLenum)(desc.WrappingT));
        // 하나 더
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_R, (GLenum)(desc.WrappingR));

        glClearTexImage(m_ID, 0,
            (GLenum)(desc.FormatPixel),
            (GLenum)(desc.FormatData),
            nullptr
        );

        // 앞에서 0으로 mipmap레벨 0을 초기화했으므로
        //      이 명령은 유효하다
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            glGenerateTextureMipmap(m_ID);
        }
    }
    void initialize_by_bytes(const glm::uvec2& size, const std::array<void*, 6>& datas, const TextureDesc& desc) const {
        m_size = size;

        // 밉맵 최대 레벨이 1이면 밉맵X, 기본 1개만 사용
        int mip_level_count = 1;
        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            if (desc.MipmapLevel.has_value()) {
                mip_level_count = desc.MipmapLevel.value();
            }
            else {
                mip_level_count = 1 + static_cast<int>(std::floor(std::log2(std::max(size.x, size.y))));
            }
        }

        glTextureStorage2D(m_ID, mip_level_count,
            (GLenum)(desc.FormatInternal),
            static_cast<int>(size.x), static_cast<int>(size.y)
        );

        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, (GLenum)(desc.MinFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, (GLenum)(desc.MagFilter));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_S, (GLenum)(desc.WrappingS));
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_T, (GLenum)(desc.WrappingT));
        // 하나 더
        glTextureParameteri(m_ID, GL_TEXTURE_WRAP_R, (GLenum)(desc.WrappingR));

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            // 큐브맵은 3D취급
            glTextureSubImage3D(
                m_ID,
                0,               // mip level
                0, 0, i,         // xoffset, yoffset, zoffset
                static_cast<int>(size.x),
                static_cast<int>(size.y),
                1,               // depth = 1 face (한번에 몇 개의 face를 업로드할지)
                (GLenum)(desc.FormatPixel),
                (GLenum)(desc.FormatData),
                datas[i]
            );
        }

        if (desc.MipmapGeneration == true) {
            glGenerateTextureMipmap(m_ID);
        }
    }
public:
    void upload_sub_image(const CubemapFaceType& face, const glm::ivec2& offset, const glm::uvec2& size, const PixelFormat& format, const DataType& type, const int& mip_lvl, const void* ptr) const {
        // 큐브맵은 3D취급
        glTextureSubImage3D(
            m_ID,
            mip_lvl,               // mip level
            0, 0, static_cast<int>(face),         // xoffset, yoffset, zoffset
            static_cast<int>(size.x),
            static_cast<int>(size.y),
            1,                    // depth = 1 face (한번에 몇 개의 face를 업로드할지)
            (GLenum)(format),
            (GLenum)(type),
            ptr
        );
    }
public:
    void generate_mipmap() const {
        glGenerateTextureMipmap(m_ID);
    }
public:
    void bind() const {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, m_ID);
    }
    void bind_unit(const uint32_t& slot) const {
        glBindTextureUnit(slot, m_ID);
    }
public:
    const GLuint& get_opengl_id()const { return m_ID; }
};





class Camera2D {
private:
    ViewMatrix2D m_view_mat{};
    ProjectionMatrix2D m_proj_mat{};
public:
    Camera2D() = default;
    ~Camera2D() = default;
public:
    void set_position(const glm::vec2& value) { m_view_mat.set_position(value); }
    void set_rotation(const float& value) { m_view_mat.set_rotation(value); }
    void set_zoom(const glm::vec2& value) { m_view_mat.set_zoom(value); }
    void set_frustrum_size(const glm::uvec2& value) { m_proj_mat.set_frustrum_size(value); }
public:
    const glm::vec2& get_position() const { return m_view_mat.get_position(); }
    const float& get_rotation() const { return m_view_mat.get_rotation(); }
    const glm::vec2& get_zoom() const { return m_view_mat.get_zoom(); }
    const glm::uvec2& get_frustrum_size()const { return m_proj_mat.get_frustrum_size(); }
public:
    const ViewMatrix2D& get_view_matrix() const { return m_view_mat; }
    const ProjectionMatrix2D& get_projection_matrix() const { return m_proj_mat; }
};

class Camera3D {
private:
    ViewMatrix3D m_view_mat{};
    ProjectionMatrix3D m_proj_mat{};
public:
    Camera3D() = default;
    ~Camera3D() = default;
public:
    void look_up(const float& value) { m_view_mat.add_pitch(value); }
    void look_right(const float& value) { m_view_mat.add_yaw(value); }
public:
    void set_position(const glm::vec3& value) { m_view_mat.set_position(value); }
    void set_frustrum_size(const glm::uvec2& value) { m_proj_mat.set_frustrum_size(value); }
    void set_fov(const float& value) { m_proj_mat.set_fov(value); }
public:
    glm::vec3 get_front_vector() const {
        return m_view_mat.get_front_vector();
    }
    glm::vec3 get_right_vector() const {
        return m_view_mat.get_right_vector();
    }
    glm::vec3 get_up_vector() const {
        return m_view_mat.get_up_vector();
    }
public:
    const glm::vec3& get_position() const { return m_view_mat.get_position(); }
    const glm::uvec2& get_frustrum_size()const { return m_proj_mat.get_frustrum_size(); }
    const float& get_fov() const { return m_proj_mat.get_fov(); }
public:
    const ViewMatrix3D& get_view_matrix() const { return m_view_mat; }
    const ProjectionMatrix3D& get_projection_matrix() const { return m_proj_mat; }
};

//float dt = 0.0f;
Camera3D cam3d{};

static void on_cursor(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos) {
    static bool firstin = true;
    static glm::vec2 last{ 0, 0 };

    static glm::vec2 accel{};
    static glm::vec2 vel{};

    if (firstin) {
        last = { xpos, ypos };
        firstin = false;
        return;
    }

    glm::vec2 delta = { xpos - last.x, ypos - last.y };
    delta *= 0.001f;

    accel += delta;
    vel += accel;

    //cam3d.look_up(-delta.y * dt);
    //cam3d.look_right(delta.x * dt);
    //cam3d.look_up(-vel.y * dt);
    //cam3d.look_right(vel.x * dt);
    cam3d.look_up(-vel.y);
    cam3d.look_right(vel.x);

    vel *= 0.8f;
    accel = {};

    last = { xpos, ypos };
}

int main() {
    glfwInit();

    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 4);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 6);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(1280, 720, "Skybox", nullptr, nullptr);

    // 3D 카메라설정!!
    glfwSetCursorPosCallback(window, on_cursor);
    glfwSetInputMode(window, GLFW_CURSOR, GLFW_CURSOR_DISABLED);
    if (glfwRawMouseMotionSupported()) {
        glfwSetInputMode(window, GLFW_RAW_MOUSE_MOTION, GLFW_TRUE);
    }

    glfwMakeContextCurrent(window);
    assert(gladLoadGL() != 0);

    BufferData vertices_data{}; {
        // Back (-Z)
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });

        // Left (-X)
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });

        // Right (+X)
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });

        // Front (+Z)
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });

        // Top (+Y)
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f,  1.0f, -1.0f });

        // Bottom (-Y)
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f, -1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ -1.0f, -1.0f,  1.0f });
        vertices_data.add_vec3({ 1.0f, -1.0f,  1.0f });
    }

    VertexArray va{};
    Buffer vb{};

    vb.upload_data(vertices_data, BufferUsage::StaticDraw);

    VertexLayout va_layout{}; {
        va_layout.push_attrib(DataType::Float, 3);
    }

    va.bind_vertex_buffer(0, &vb, 0, va_layout);

    ShaderProgram program{};
    program.attach_shader(ShaderType::Vertex, s_vertex_shader_src);
    program.attach_shader(ShaderType::Fragment, s_fragment_shader_src);
    program.link();
    program.register_uniform("uProj", UniformType::Mat4f);
    program.register_uniform("uView", UniformType::Mat4f);
    program.register_uniform("uCubemapTexture", UniformType::SamplerCube);

    TextureCubemap cubemap_tex{};
    {
        std::array<std::string, 6> paths = {
            "textures/cubemap/px.png",
            "textures/cubemap/nx.png",
            "textures/cubemap/py.png",
            "textures/cubemap/ny.png",
            "textures/cubemap/pz.png",
            "textures/cubemap/nz.png",
        };
        std::array<void*, 6> datas{};
        const glm::uvec2 cubemap_size = { 2048, 2048 };

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            int w{}, h{}, c{};
            datas[i] = stbi_load(paths[i].c_str(), &w, &h, &c, 0);
            assert(datas[i] != nullptr);
            assert(w == cubemap_size.x && h == cubemap_size.y);
        }

        TextureDesc desc{}; {
            desc.FormatData = DataType::UnsignedByte;
            desc.FormatInternal = InternalFormat::RGBA8;
            desc.FormatPixel = PixelFormat::RGBA;

            // 중요한 부분. 
            // 멀리서 보일 때, 밉맵을 적용해줍니다.
            desc.MagFilter = FilterType::Linear;
            desc.MinFilter = FilterType::LinearMipmapLinear;

            // S, T 말고도 R을 지정해줘야 합니다!
            desc.WrappingS = WrappingType::ClampToBorder;
            desc.WrappingT = WrappingType::ClampToBorder;
            desc.WrappingR = WrappingType::ClampToBorder;

            // 밉맵을 만들어야 합니다
            desc.MipmapGeneration = true;
        }

        cubemap_tex.initialize_by_bytes(cubemap_size, datas, desc);

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            stbi_image_free(datas[i]);
        }
    }



    cam3d.set_fov(glm::radians(60.0f));
    cam3d.set_position({ 0.0f, 0.0f, 100.0f });

    Transform3D world_mat{};
    world_mat.set_position({ 0.0f, 0.0f, 0.0f });

    while (glfwWindowShouldClose(window) == false) {
        glfwPollEvents();
        {
            // 카메라로
            float speed = 2.0f;
            if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_A) == GLFW_PRESS) {
                cam3d.set_position(cam3d.get_position() - cam3d.get_right_vector() * speed);
            }
            if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_D) == GLFW_PRESS) {
                cam3d.set_position(cam3d.get_position() + cam3d.get_right_vector() * speed);
            }
            if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_W) == GLFW_PRESS) {
                cam3d.set_position(cam3d.get_position() + cam3d.get_front_vector() * speed);
            }
            if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_S) == GLFW_PRESS) {
                cam3d.set_position(cam3d.get_position() - cam3d.get_front_vector() * speed);
            }
            if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_E) == GLFW_PRESS) {
                cam3d.set_position(cam3d.get_position() + cam3d.get_up_vector() * speed);
            }
            if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_Q) == GLFW_PRESS) {
                cam3d.set_position(cam3d.get_position() - cam3d.get_up_vector() * speed);
            }
        }
        {
            // 오일러각 쓴다면?
            //world_mat.set_rotation(world_mat.get_rotation() + glm::vec3(0.0f, 0.01f, 0.0f));

            // 쿼터니언으로, 회전을 누적해가기!
            auto q = glm::angleAxis(0.01f, glm::vec3{ 0.0f, 1.0f, 0.0f });
            world_mat.set_orientation(world_mat.get_orientation() * q);
        }
        {
            // 화면 초기화 색상을 초록색으로 정하고, 컬러 버퍼와 깊이 버퍼를 초기화합니다.
            glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.1f, 1.0f);
            glClearDepth(1.0f);   // 깊이 버퍼 초기화 값을 1(가장 큰 뎁스)로.
            glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

            glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 뎁스 테스트 활성화
            glDepthFunc(GL_LEQUAL);  // 새 픽셀의 뎁스가 기존 뎁스보다 작거나 같은 경우 통과
            glDepthMask(GL_FALSE);   // 뎁스 쓰기를 비활성화

            glEnable(GL_CULL_FACE);  // 백페이스 컬링 활성화
            glFrontFace(GL_CCW); // 삼각형을 CCW 방향으로 묶은 면이 앞면
            glCullFace(GL_BACK); // 뒷면을 컬링

            // 큐브맵을 그릴 때, 각 면 사이에 약간의 유격을 최소화합니다
            glEnable(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_SEAMLESS);

            // 정점 배열과 프로그램을 지정합니다.
            //     glDraw* 함수를 부르려면 이 두 코드가 꼭 필요합니다.
            va.bind();
            program.use();

            program.upload_uniform_mat4f("uProj", cam3d.get_projection_matrix().get_matrix());
            program.upload_uniform_mat4f("uView", cam3d.get_view_matrix().get_matrix());
            cubemap_tex.bind_unit(0);
            program.upload_uniform_sampler_cube("uCubemapTexture", 0);

            // glDrawElements 는 인덱스 버퍼를 사용한다는 가정 하에 쓰이는 렌더 콜입니다.
            // 첫번째 인자 : 프리미티브를 지정합니다. 이 경우에서는 GL_TRIANGLES, 즉 삼각형을 그립니다.
            // 두번째 인자 : 인덱스의 개수를 지정합니다. 아까 인덱스 데이터의 개수는 3개였습니다.
            // 세번째 인자 : 인덱스 데이터의 형태를 지정합니다. 아까 인덱스 데이터의 형은 uint32_t 형이었습니다.
            // 네번째 인자 : 인덱스 데이터의 오프셋을 지정합니다. 보통은 0으로 둡니다.
            //glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_INT, 0);

            // glDrawArrays 는, 인덱스버퍼 없이 정점 버퍼로만 렌더링할 때 쓰이는 렌더 콜입니다.
            // 첫 번째 인자 : 프리미티브 지정.
            // 첫 번째 인자 : 정점 데이터의 오프셋 지정. 버퍼 안에 모델이 여러 개 있지 않은 이상, 0으로 둡니다.
            // 세 번째 인자 : 
            glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);

        }
        glfwSwapBuffers(window);
    }

    glfwDestroyWindow(window);

    glfwTerminate();
}