OpenGL：多种渲染方法.. 何时使用哪个？

Posted 2023-02-16

【中文标题】OpenGL：多种渲染方法.. 何时使用哪个？

【英文标题】：OpenGL: Multiple Rending methods .. When to use which?

【发布时间】：2015-01-12 21:06:53

【问题描述】：

我是 OpenGL 的新手，我正在学习多个教程，我注意到有多种方法用于渲染对象，但我仍然不明白它们之间的区别以及何时使用它们？

例如 .. 我正在关注使用着色器渲染立方体的 example，当我尝试使用“正常”方式渲染它时 - 如果这是一个正确的表达式。什么都没有被渲染。我总是需要打电话给shaderProgram.setAttributeArray()、shaderProgram.enableAttributeArray()和shaderProgram.disableAttributeArray()

但是如果我尝试使用另一种方式直接渲染它 - 再次，如果这是一个正确的表达式 - 使用 glBegin() 和 glEnd()。没有任何工作

另外，我有另一个问题着色器概念本身，我真的不明白什么时候应该使用它，什么时候不应该使用它

这是我的例子：

#include "glwidget.h"

GlWidget::GlWidget(QWidget *parent)
    : QGLWidget(QGLFormat(/* Additional format options */), parent)

    alpha = 25;
    beta = -25;
    distance = 2.5;


void GlWidget::initializeGL()

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glEnable(GL_CULL_FACE);

    qglClearColor(QColor(Qt::white));

    shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Vertex, ":/vertexShader.vsh");
    shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QGLShader::Fragment, ":/fragmentShader.fsh");
    shaderProgram.link();

    vertices << QVector3D(-0.5, -0.5,  0.5) << QVector3D( 0.5, -0.5,  0.5) << QVector3D( 0.5,  0.5,  0.5) // Front
             << QVector3D( 0.5,  0.5,  0.5) << QVector3D(-0.5,  0.5,  0.5) << QVector3D(-0.5, -0.5,  0.5)
             << QVector3D( 0.5, -0.5, -0.5) << QVector3D(-0.5, -0.5, -0.5) << QVector3D(-0.5,  0.5, -0.5) // Back
             << QVector3D(-0.5,  0.5, -0.5) << QVector3D( 0.5,  0.5, -0.5) << QVector3D( 0.5, -0.5, -0.5)
             << QVector3D(-0.5, -0.5, -0.5) << QVector3D(-0.5, -0.5,  0.5) << QVector3D(-0.5,  0.5,  0.5) // Left
             << QVector3D(-0.5,  0.5,  0.5) << QVector3D(-0.5,  0.5, -0.5) << QVector3D(-0.5, -0.5, -0.5)
             << QVector3D( 0.5, -0.5,  0.5) << QVector3D( 0.5, -0.5, -0.5) << QVector3D( 0.5,  0.5, -0.5) // Right
             << QVector3D( 0.5,  0.5, -0.5) << QVector3D( 0.5,  0.5,  0.5) << QVector3D( 0.5, -0.5,  0.5)
             << QVector3D(-0.5,  0.5,  0.5) << QVector3D( 0.5,  0.5,  0.5) << QVector3D( 0.5,  0.5, -0.5) // Top
             << QVector3D( 0.5,  0.5, -0.5) << QVector3D(-0.5,  0.5, -0.5) << QVector3D(-0.5,  0.5,  0.5)
             << QVector3D(-0.5, -0.5, -0.5) << QVector3D( 0.5, -0.5, -0.5) << QVector3D( 0.5, -0.5,  0.5) // Bottom
             << QVector3D( 0.5, -0.5,  0.5) << QVector3D(-0.5, -0.5,  0.5) << QVector3D(-0.5, -0.5, -0.5);


void GlWidget::resizeGL(int width, int height)

    if (height == 0) 
        height = 1;
    

    pMatrix.setToIdentity();
    pMatrix.perspective(60.0, (float) width / (float) height, 0.001, 1000);

    glViewport(0, 0, width, height);


void GlWidget::paintGL()

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    QMatrix4x4 mMatrix;
    QMatrix4x4 vMatrix;

    QMatrix4x4 cameraTransformation;
    cameraTransformation.rotate(alpha, 0, 1, 0);
    cameraTransformation.rotate(beta, 1, 0, 0);

    QVector3D cameraPosition = cameraTransformation * QVector3D(0, 0, distance);
    QVector3D cameraUpDirection = cameraTransformation * QVector3D(0, 1, 0);

    vMatrix.lookAt(cameraPosition, QVector3D(0, 0, 0), cameraUpDirection);

    shaderProgram.bind();
    shaderProgram.setUniformValue("mvpMatrix", pMatrix * vMatrix * mMatrix);

    // This code is able to draw the cube
    shaderProgram.setAttributeArray("vertex", vertices.constData());
    shaderProgram.enableAttributeArray("vertex");
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, vertices.size());
    shaderProgram.disableAttributeArray("vertex");
    // end

    // This code is never able to draw the cube or anything
    glBegin(GL_TRIANGLES);
    for (int var = 0; var < vertices.size(); ++var) 
        glVertex3f(vertices[var][0],vertices[var][1],vertices[var][2]);
    
    glEnd();
    // end

    shaderProgram.release();

【参考方案1】：

OpenGL 曾经有所谓的“immediate mode”。在其中，您将使用glBegin() 和glEnd()，并在它们之间逐点指定您的数据（点、法线、纹理坐标）。你会在每一帧上都这样做，所以显然这很慢。此功能早已被弃用，但大多数显卡驱动程序仍然支持它，以免破坏现有软件。但是，如果您想学习现代 OpenGL，我会忽略任何包含 glBegin() 的教程。今天，您一次性将数据传输到 GPU（到称为 Vertex Buffer Object 的东西），然后用一个命令绘制（使用 Vertex Array Object）

您的另一个问题是关于着色器的。同样，在过去，OpenGL 曾经有一个fixed-function pipeline。这意味着您只提供顶点（正常，...）数据，而显卡会继续执行它的工作。您无法修改它对数据的作用。在现代世界中，管道的某些部分是可编程的，这意味着您可以更改管道的某些部分的功能（通过提供您自己的程序 - shaders）。这非常有用，因为有许多其他方式无法实现的效果。同样，如果您不提供自己的着色器，出于兼容性原因，显卡大多会退回到默认实现。但是您绝对应该编写自己的着色器（基本的只是几行代码）。

总而言之，如果您开始学习现代 OpenGL（VBO、VAO、着色器），可能需要更长的时间来完成基础知识，但如果您开始学习遗留的东西，总有一天您将不得不离开它并从头开始学习现代 OpenGL。

编辑：混合现代和遗留代码通常不是一个好主意。你可能会得到它的工作，但它只是不值得痛苦。

【讨论】：

但我有一个问题......在最后一个例子中，这家伙到底在哪里使用 VertexBufferObject 和 VertexArrayObject？

此外，此示例仅显示如何使用调用 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, vertices.size()); 渲染三角形，但如果我想渲染例如 Normals .. 使用 shaders 模式可以替代什么？ .. 即，glNormal3d() 呼叫的替代方案是什么？

在示例中，作者没有使用VBO和VAO，而是使用glDrawArrays，在渲染之前将数据从内存一次性复制到OpenGL。它介于即时模式和 VBO 之间（今天也已弃用）。您找到的示例是，我想较少解释一般的 OpenGL，而更多地考虑 Qt OpenGL 库。

你不渲染法线。您像顶点一样传递它们（每个顶点都应该有一个法线），然后将它们全部渲染。法线用于照明，所以我建议阅读“照明”一章，其中可能有一些解释。

我不知道很多教程网站，但opengl-tutorial.org 看起来不错 - 你可以看看。