OpenGL ES - glDrawElements - 无法理解索引

Posted 2023-02-14

【中文标题】OpenGL ES - glDrawElements - 无法理解索引

【英文标题】：OpenGL ES - glDrawElements - Trouble Understanding Indices

【发布时间】：2012-03-05 17:04:46

【问题描述】：

我想知道是否有人可以帮助我了解索引如何与 glDrawElements 一起使用。在下面的例子中（取自http://www.everita.com/lightwave-collada-and-opengles-on-the-iphone）作者提到你只能有一组索引，在这种情况下

const GLushort tigerBottomIndices[] = 
0,1,2,
3,0,4,
1,5,6,
…

;

我的问题是这些指数描述了什么？我是否认为前三个是顶点位置，后三个是相应的法线，后三个是纹理坐标？

提前致谢！

#import "OpenGLCommon.h"

const Vertex3D tigerBottomPositions[] = 
0.176567, 0.143711, 0.264963,
0.176567, 0.137939, 0.177312,
0.198811, 0.135518, 0.179324,
…
;
const Vertex3D tigerBottomNormals[] = 
-0.425880, -0.327633, 0.350967,
-0.480159, -0.592888, 0.042138,
-0.113803, -0.991356, 0.065283,
…
;
const GLfloat tigerBottomTextureCoords[] = 
0.867291, 0.359728,
0.779855, 0.359494,
0.781798, 0.337223,
…
;
const GLushort tigerBottomIndices[] = 
0,1,2,
3,0,4,
1,5,6,
…
;

glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);    

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tigerTextures[5]);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, tigerBottomPositions);
glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, tigerBottomNormals);
glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, tigerBottomTextureCoords);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 210, GL_UNSIGNED_SHORT, tigerBottomIndices);

glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
glDisableEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

【参考方案1】：

索引是指数组中元素的索引。索引 0 指向数组中的第一个元素，索引 1 指向第二个元素，依此类推。

在您的示例中，第一个索引 0、1、2 寻址前三个顶点，它们具有数组 tigerBottomPositions 的前三个 Vertex3D 项的位置，tigerBottomNormals 的前三个元素的法线（ 3 个浮点数形成一个法线向量）和纹理坐标相同。

glDrawElements 调用中的第一个参数告诉 OpenGL 如何从索引顶点形成图元。 GL_TRIANGLES 表示每三个索引顶点形成一个三角形。

因此，索引为 0、1、2 的顶点形成一个三角形，3,0,4 形成下一个，1,5,6 形成另一个三角形，依此类推。

【讨论】：

谢谢haffax，但我还是很困惑。那么在第一个索引 (0,1,2) 中，这只是描述了顶点信息，还是描述了法线和纹理坐标信息？

所有三个顶点属性：Position、Normal、TexCoord。使用 glXxxPointer 函数，您可以为每个属性定义数组的开始。索引从此开始计数。

【参考方案2】：

索引数组中的每个值同时指向位置、法线和纹理坐标。

它们仅以 3 个为一组进行组织，因为它们只是描述三角形的顶点，因此当然 3 个顶点 = 1 个三角形。

const GLushort tigerBottomIndices[] = 
0,1,2, // #1 Triangle
3,0,4, // #2 Triangle
1,5,6, // #3 Triangle
…

让我们选择这些索引的第一个值，它是 0。

这意味着：

选取顶点位置编号0

另外，选择顶点法线数 0

并选择纹理坐标编号 0

const Vertex3D tigerBottomPositions[] = 
0.176567, 0.143711, 0.264963, // This is the position number 0
0.176567, 0.137939, 0.177312,
0.198811, 0.135518, 0.179324,
…
;
const Vertex3D tigerBottomNormals[] = 
-0.425880, -0.327633, 0.350967, // This is the normal number 0
-0.480159, -0.592888, 0.042138,
-0.113803, -0.991356, 0.065283,
…
;
const GLfloat tigerBottomTextureCoords[] = 
0.867291, 0.359728, // These are the tex-coords number 0
0.779855, 0.359494,
0.781798, 0.337223,
…
;

所以这个信息被发送到顶点着色器：

顶点位置：0.176567、0.143711、0.264963

顶点法线：-0.425880、-0.327633、0.350967

顶点纹理坐标：0.867291, 0.359728

...

如果你不使用索引，opengl 将线性发送这些顶点数据，所以在发送顶点数据编号 0 后，它将在数组的位置 1 发送数据，然后是 2、3、 4等...

这很好，但有时您的三角形最终会有一两个相同的顶点。考虑一下：

你可以看到 2 个三角形组成一个正方形，它们有 2 个共同的顶点，0 和 2。所以不是有 6 个顶点，每个三角形有 3 个，我们只有 4 个，2 个三角形使用相同的数据2 个顶点。这对性能有好处，尤其是当您拥有包含数百个三角形的大型模型时。

为了绘制第一个三角形，我们需要 0、1 和 2 号顶点，而对于第二个三角形，我们需要 0、2 和 3 号顶点。

看，没有索引数组，opengl 会尝试使用顶点 0、1 和 2（第一个三角形可以），但对于第二个三角形，opengl 会寻找顶点 3、4 和 5。这是错误的。

这就是我们创建索引数组的原因，因此 opengl 可以为顶点着色器发送正确的顶点。在我们的例子中，我们的索引数组看起来像这样：

const GLushort tigerBottomIndices[] = 
0,1,2,
0,2,3,

【讨论】：

我见过的最好的解释之一。谢谢