在 OpenGL 中为索引缓冲区对象使用结构会导致段错误

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 OpenGL 中为索引缓冲区对象使用结构会导致段错误

【英文标题】：Using struct for indexed buffer object in OpenGL results in segfault

【发布时间】：2013-08-23 03:29:20

【问题描述】：

我一直在使用std::vector<glm::vec3>'s 来存储顶点属性，一切正常，渲染各种不同的网格。但是在重构之后，我的顶点属性存储在一个结构中，我无法得到最简单的东西来渲染。这是结构（简化）：

struct Vertex
  GLfloat x, y, z;        //Vertex
  GLfloat r, g, b, a;     //Color
;

我有两个std::vector，一个用于存储顶点属性，一个用于索引：

std::vector<GLushort> indices;
std::vector<struct Vertex> vertices;

在初始化函数中，我用一个简单的绿色三角形填充这些向量：

struct Vertex vertex1;
vertex1.x=1.0;
vertex1.y=0.0;
vertex1.z=0.0;
vertex1.r=0.0;
vertex1.g=1.0;
vertex1.b=0.0;
vertex1.a=1.0;
vertices.push_back(vertex1);
struct Vertex vertex2;
vertex2.x=0.0;
vertex2.y=1.0;
vertex2.z=0.0;
vertex2.r=0.0;
vertex2.g=1.0;
vertex2.b=0.0;
vertex2.a=1.0;
vertices.push_back(vertex2);
struct Vertex vertex3;
vertex3.x=1.0;
vertex3.y=1.0;
vertex3.z=0.0;
vertex3.r=0.0;
vertex3.g=1.0;
vertex3.b=0.0;
vertex3.a=1.0;
vertices.push_back(vertex3);

indices.push_back(1);
indices.push_back(2);
indices.push_back(3);

然后我绑定缓冲区：

glGenBuffers(1, &ibo_elements);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, ibo_elements);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertices.size() * sizeof(struct Vertex), &vertices[0], GL_STATIC_DRAW);

glGenBuffers(1, &elementbuffer);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, elementbuffer);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indices.size() * sizeof(GLushort), &indices[0], GL_STATIC_DRAW);

然后在设置着色器程序和绑定属性名称后，我使用glutDisplayFunc 来运行这个回调：

#define BUFFER_OFFSET(i) ((char *)NULL + (i))

void onDisplay()

  glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  glUseProgram(program);

  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, ibo_elements);
  glVertexAttribPointer(
                        attribute_v_coord,
                        3,
                        GL_FLOAT,
                        GL_FALSE,
                        sizeof(struct Vertex),
                        BUFFER_OFFSET(0)
                        );
  glEnableVertexAttribArray(attribute_v_coord);

  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, colorbuffer);
  glVertexAttribPointer(
                        attribute_v_color,
                        4,
                        GL_FLOAT,
                        GL_FALSE,
                        sizeof(struct Vertex),
                        BUFFER_OFFSET(sizeof(GLfloat)*3)
                        );
  glEnableVertexAttribArray(attribute_v_color);

  glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, elementbuffer);
  int size; glGetBufferParameteriv(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, GL_BUFFER_SIZE, &size);
  glDrawElements(GL_TRIANGLES, size/sizeof(GLushort), GL_UNSIGNED_SHORT, 0);

  glDisableVertexAttribArray(attribute_v_coord);
  glDisableVertexAttribArray(attribute_v_color);
  glutSwapBuffers();

一切都与我之前的工作非常相似。所以我猜测这与数据结构的变化有关。 Valgrind 显示此错误：

==5382== Invalid read of size 4
==5382==    at 0x404EF6A: ??? (in /tmp/glR69wrn (deleted))
==5382==    by 0x870E8A9: ??? (in /usr/lib/libnvidia-glcore.so.325.15)
==5382==    by 0x200000003: ???
==5382==    by 0x404EEBF: ??? (in /tmp/glR69wrn (deleted))
==5382==    by 0x2: ???
==5382==    by 0xAFFC09F: ???
==5382==    by 0x41314D3: ???
==5382==    by 0x40E6FFF: ??? (in /dev/nvidia0)
==5382==    by 0xFFFFFFFE: ???
==5382==  Address 0x28 is not stack'd, malloc'd or (recently) free'd

我没有正确定义顶点属性指针吗？看起来 OpenGL 正在尝试读取一个从未正确设置的浮点数。

【问题讨论】：

嗨里德。您是否正在测试 OpenGL 错误？这是我为完成这项工作而编写的一个快速宏。只需在每次 OpenGL 调用后调用 glErroCheck() 即可。如果你发现什么，请告诉我。 gist.github.com/AThilenius/6315521

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, ibo_elements); 这行简直令人迷惑……GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 是唯一合乎逻辑的地方来绑定名为“ibo_elements”的东西。

【参考方案1】：

在这种情况下，您应该为每个顶点属性指针使用一个 VBO。您正在提供具有交错数据的单个数据存储。您需要做的就是更改设置顶点属性指针的调用，以便它们具有正确的步幅和基偏移地址。所以这个“颜色缓冲区”VBO（这是一个糟糕的名称选择，因为 OpenGL 已经有一个叫做颜色缓冲区的东西）很可能是问题的根源。 p>

另一个问题，正如在别处提到的，你的元素索引从 1 开始。在这个例子中你有 3 个顶点，元素缓冲区应该填充 0、1、2 的某种组合。在元素缓冲区中有 3 会导致绘制时出现未定义的行为。很多时候，如果您使用无效的索引，驱动程序不会崩溃，不幸的是，GL 没有索引越界的错误状态。通常你只知道在这种情况下出了问题，因为你的屏幕上出现了垃圾。

我担心如果不从 GL 状态机查询这些信息，您甚至都不知道 IBO 中有多少元素。那是糟糕的应用程序设计，很抱歉。您绝对应该事先知道要绘制多少个元素。无论如何，VBO 都应该包装在数据结构或类中（至少包括分配的元素数量），您不想简单地折腾缓冲区对象句柄而不知道它们代表什么。

此外，将浮点值用于顶点颜色可能会很浪费，您几乎不需要它们（GLubyte 和 0-255 通常效果很好）。 1 GLfloat 占用与 4 GLubytes 一样多的内存，而您正在使用 4 GLfloats... 如果您选择使用 xyz 而不是 xyzw 作为顶点位置，使用 4 GLubytes 也有助于对齐。

在较旧的硬件上，4x GLubyte 颜色是硬件 T&L 的“快速路径”。他们仍然在较新的硬件上占用更少的内存，因此几乎在所有情况下它们都是胜利 :)

【讨论】：

哇，你直接指出了我所有的问题。我将glBindBuffer 中的colorbuffer 更改为ibo_elements，并修复了indices，它成功了！我对 OpenGL 很陌生，并且犯了很多菜鸟错误。首先，我从 1 开始索引，因为这就是它在 .obj 格式文件中的工作方式。其次，我对缓冲区对象和顶点属性感到困惑。问题是教程所说的内容之间存在很多不一致之处，并且永远无法确定这些天的最佳实践是什么。单个 VBO 比每个属性都使用一个 VBO 要容易得多，但这不是一些资料所教导的。

单个 VBO 实现可以更简洁。对我来说，在连续的内存块中拥有单个顶点的所有属性更有意义。从逻辑上讲，我喜欢考虑 vtx [n].pos 和 vtx [n].color 而不是 vtx_pos [n] 和 vtx_color [n]。我只能想象教程介绍了多个 VBO 的使用，因为它们打算随着时间的推移添加额外的数组（即从 pos 开始，下一个教程添加颜色，然后是法线，然后是纹理坐标）。如果每个缓冲区仅包含一个属性，则不需要跨步和指针偏移的概念。

【参考方案2】：

indices.push_back(0);
indices.push_back(1);
indices.push_back(2);

另外，当你打印出尺寸时你会得到什么？

我也习惯在不需要时解绑缓冲区：

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); //etc

最后……

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, colorbuffer); //what's colorbuffer?

（由于您从同一个 ibo_elements 缓冲区交错，所以这条线应该在这里吗？）