Las 3
- Un proyecto aleatorio, sobre cualquier tema que se te ocurra, es una buena forma de practicar

- Challenges, pues como el primer punto. Solo que el primer punto, pues los proyectos "normales" no suelen tener verdadera complejidad. Aquí tendrás que pensar algoritmos más o menos complicados. (Ej. https://projecteuler.net/)

- Un juego es, en mi opinión, de los tipos de programa más completos y complejos (según el tipo de juego) que podrías hacer. Aquí utilizarás de todo: gráficos, sockets y protocolos cliente-servidor (si es multijugador), manejo de input del usuario (en tiempo real, según el juego), manejo de datos de forma genérica (al ser un programa más "tangible", es más fácil aplicar polimorfia. Por ejemplo, una clase base Enemigo de la que hereden diversos tipos de enemigos, que difieran IA, forma, o lo que sea). Esa es otra, si le metes IA, pues es un punto extra a algoritmia. Luego, un juego siempre suele ser más entretenido de hacer y más divertido de ampliar (una vez la base ya esté bien cimentada). Un contra de esto puede ser que una mala estructura del juego puede acabar en un código muy engorroso de ampliar, así que mejor empezar planificando todo bien.

No has puesto glVertexAttribPointer tras cada glBindBuffer. glBindBuffer no modifica el VAO.

Lo que tratas de hacer es un trim. El tema es recorrer la cadena desde el final hacia atras hasta encontrar un caracter que no sea espacio (índice i). Luego, pones el '\0' en (i+1). Y lo mismo desde el principio.

Ese 7 lo tienes que calcular, como puse arriba.

tmp[i] = '\0'; // tmp[7] = '\0';

What else?

También podría ser la CPU. GCC, por lo menos en mi versión, convierte el float a int con el opcode FISTPL. ¿Usas un ordenador antiguo o algo notable?
Si quieres, puedes probar a ejecutar el mismo programa en otro PC. Lo compilas y pasas el ejecutable al otro pc, a ver qué resultado te da.

Librería <math.h>, función rand(). Te devolverá un entero aleatorio.
Con ello, puedes ir por cada casilla haciendo un:

if(rand()%2 == 0) // 50% probabilidades
    // Bloque
else
    // Vacía

Para utilizar rand, y que de numeros aleatorios siempre, establecele una semilla con "srand(semilla)".
De semilla se suele utilizar el tiempo, con <time.h>:

srand(time(0));

Llamas a srand 1 vez solo, al principio del programa.

Pues utiliza SerialPort Read para leer ese número.
Si siempre van a ser 5 bytes, pues creas un array de 5 bytes y lees en él.
Luego, conviertes el array de Byte a String con, por ejemplo:

Encoding.UTF8.GetString(byteArray)

Y ya está, el resto es convertirlo a int con int.TryParse o int.Parse.

int.Parse(loQueAcabasDeLeerDelArduino)

Lees del Arduino, lo metes en una variable y lo conviertes a int. ¿Qué parte exactamente de esto no das?

¿Qué compilador utilizas y qué versón?

En cualquier caso, si solo es vas a elevear a 2 o a 3, es preferible que pongas x*x o x*x*x. Es más simple, y bueno, evitas trabajar con coma flotante.

Oh y, en tu código, ¿qué muestra si cambias "int a" por "float a"?

No entiendo exactamente qué es lo que no sabes cómo se hace.
¿Cómo leer el número que envía Arduino? Igual que leerías la imagen, por supuesto.
¿Como convertir el número a un número para el array? Igual que pusiste en ese código ahí.
¿?