Vbo如何绘制原语

Posted 2023-02-22

【中文标题】Vbo如何绘制原语

【英文标题】：Vbo how to draw primitivies

【发布时间】：2013-10-24 02:16:23

【问题描述】：

您好，我正在尝试使用本教程学习 OpenGL http://www.opengl-tutorial.org/beginners-tutorials/tutorial-2-the-first-triangle/ 我会说本教程不适合初学者。他们展示了很多适用于 1 个三角形的代码，但没有更多示例。 Atm 我正在尝试编写绘制函数。线条或矩形，我有问题，因为这对我来说很难。 我想写可重用的函数。但我不明白 VBO :/ 我想编写将从主循环执行的函数 draw。

class lines
    public: lines()
    
    static void draw(GLuint ve)

        float vertices[] = -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f;
        unsigned int indices[] = 0, 1;

        glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
        glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, vertices);
        glDrawElements(GL_LINES, 2, GL_UNSIGNED_INT, indices);
    
;


    // Ensure we can capture the escape key being pressed below
glfwEnable( GLFW_STICKY_KEYS );

// Dark blue background
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.4f, 0.0f);

GLuint VertexArrayID;
glGenVertexArrays(1, &VertexArrayID);
glBindVertexArray(VertexArrayID);

// Create and compile our GLSL program from the shaders
GLuint programID = LoadShaders( "SimpleVertexShader.vertexshader", "SimpleFragmentShader.fragmentshader" );


static const GLfloat g_vertex_buffer_data[] =  
    -0.8f, -1.0f,0.0f,
    0.8f,  -1.0f, 0.0f,
    -0.8f,   1.0f, 0.0f,
    -0.8f, 1.0f, 0.0f,
    0.8f, 1.0f, 0.0f,
    0.8, -1.0f, 0.0f,
;

GLuint vertexbuffer;
glGenBuffers(1, &vertexbuffer);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexbuffer);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(g_vertex_buffer_data), g_vertex_buffer_data, GL_STATIC_DRAW);

do

    // Clear the screen
    glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT );

    // Use our shader
    glUseProgram(programID);

    // 1rst attribute buffer : vertices
    glEnableVertexAttribArray(0);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexbuffer);
    glVertexAttribPointer(
        0,                  // attribute 0. No particular reason for 0, but must match the layout in the shader.
        3,                  // size
        GL_FLOAT,           // type
        GL_FALSE,           // normalized?
        0,                  // stride
        (void*)0            // array buffer offset
    );

    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6); 

    glDisableVertexAttribArray(0);
    lines::draw(vertexbuffer);
    // Swap buffers
    glfwSwapBuffers();

 // Check if the ESC key was pressed or the window was closed
while( glfwGetKey( GLFW_KEY_ESC ) != GLFW_PRESS &&
       glfwGetWindowParam( GLFW_OPENED ) );

【问题讨论】：

这里混合了顶点数组、VBO 和 VAO。您能否更具体地说明您遇到的问题？

【参考方案1】：

要绘制图元，您需要给 OpenGL 一个顶点列表以及连接它们的模式（例如，形成直线、三角形等）。最简单的方法是立即模式 (glBegin/glVertex3f/glEnd)。立即模式非常慢，通过“顶点数组”一次传递所有顶点要快得多（不是顶点数组对象（VAO），它们是不同的），它们按顺序排列在一维数组中，就像你的@ 987654331@。顶点数组是指将指向主内存中数组的指针传递给glVertexPointer。这更快，但每次绘制时都会将整个数组发送到 GPU。顶点缓冲区对象 (VBO) 允许您发送数组并将其存储在 GPU 内存中。使用 VBO，只需要发送一次绘图调用，并且数据已经在 GPU 上，因此无需传输，而且速度更快。 VAO 对 glVertexPointer 参数进行分组以加快绑定速度，glDraw*Indirect 允许使用 GPU 内存中已有的参数进行绘图，但我将这些留待以后使用。

大多数教程都是从硬编码顶点开始的，但对于最终应用程序来说这当然是不切实际的。您想要存储任意几何图形的许多位。类似于您的lines 的网格类很常见。关键是网格有一个顶点列表。您可以添加索引数组来重新引用现有顶点以形成图元，从而节省内存和重复顶点的计算。

但我现在先从立即模式渲染开始 - 出错的可能性较小。

让你开始，

struct vec3f 
    float x, y, z;
    vec3f(float nx, float ny, float nz) : x(nx), y(ny), z(nz) 
;

class Mesh 
    std::vector<vec3f> vertices;
public:
    void add(float x, float y, float z)
    
        vertices.push_back(vec3f(x, y, z));
    
    void draw()
    
        glBegin(GL_LINE_STRIP);
        for (size_t i = 0; i < vertices.size(); ++i)
            glVertex3f(vertices[i].x, vertices[i].y, vertices[i].z);
        glEnd();
    
;

并使用它，

Mesh square;
...
//Lots of add() and push_back is slow. Much faster to use
//dynamic allocation yourself and copy data in bigger blocks,
//but this will do for an example.
square.add(-1,-1,0);
square.add(-1,1,0);
square.add(1,1,0);
square.add(1,-1,0);
square.add(-1,-1,0); //these could also be read from a file
...
line.draw();

例如，这个想法允许您拥有一个全局std::list<Mesh> lines;。您可以在初始化时、从文件中或在运行时向其添加行。然后你的绘图代码只需要在每个元素上调用 draw。稍后你可以扩展这个想法以支持三角形（例如，使GL_LINE_STRIP 成为primitive 成员）。稍后您可以添加索引、法线（在这里您需要使用gl*Pointer 函数的stride 参数查找交错顶点/法线数据）、颜色/材质等。

关于使用 VBO 的问题。 glGenBuffers 会给你一个唯一的句柄来引用你的 VBO - 只是一个整数。当您修改或使用该 VBO 时，您需要绑定它。

glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER... 对当前绑定的GL_ARRAY_BUFFER（如果尚未）进行实际初始化/调整大小，并在数据参数为非 NULL 时传输数据。

glVertexAttribPointer 将假定您在主内存中为上面提到的“顶点数组”传递一个数组，除非您glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo)，在这种情况下，最后一个参数将成为该 VBO 的偏移量。在你打电话给glVertexAttribPointer之后。

所以，

1. glGenBuffers
2. glBufferData (while the buffer is bound)

这是初始化处理。开始画画……

3. glVertexAttribPointer (while the buffer is bound)

然后

4. glDrawArrays

或

4. glDrawElements (while an element array buffer is bound, containing the order in which to draw the vertices)

所以要扩展网格类，您至少需要一个GLuint vertexBuffer;。也许添加一个函数upload() 来生成句柄并缓冲当前数据。然后您可以调用vertices.clear()（实际上，对于std::vector 使用this）假设您不再需要主内存中的顶点数据。然后改变draw函数绑定vbo，调用glVertexPointer，unbind和glDrawArrays（从numVertices成员vertices.size()现在可能为零）。

这里有一些相关的帖子：

The best way to use VBOs What are some best practices for OpenGL coding (esp. w.r.t. object orientation)? Most basic working vbo example 来自您的教程，tutorial-9-vbo-indexing SimpleVBO.c http://www.opengl.org/wiki/VBO_-_just_examples