OpenGL 的缓冲区是如何工作的？
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【中文标题】OpenGL 的缓冲区是如何工作的？【英文标题】：How do OpenGL's buffers work? 【发布时间】：2013-12-11 11:31:52 【问题描述】：我不明白 OpenGL 的缓冲区是如何工作的。我通过 OpenGL Redbook 8th edition 学习 OpenGL。 例如，我有一个位置数组、一个颜色数组和一个索引数组：
static const GLfloat strip_position[] =
-4.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, //0
-3.5f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, //1
-3.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, //2
-2.5f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, //3
-2.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, //4
-1.5f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, //5
-1.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, //6
-0.5f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, //7
0.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f //8
;
static const GLfloat strip_colors[] =
1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,
0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
;
static const GLushort strip_indices[] =
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
;
好。那我创建顶点数组对象如下：
GLuint vao[1]; // vertex array object
glGenVertexArrays(1, vao);
glBindVertexArray(vao[0]);
在我的理解中，第一个参数 (GLsizei n) 是位置数组的数量（或我的对象的一个顶点的坐标）。
然后我创建Element Array Buffer如下：
GLuint ebo[1]; // element buffer object
glGenBuffers(1, ebo);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]);
glBufferData(
GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,
sizeof(strip_indices),
strip_indices,
GL_STATIC_DRAW
);
然后我创建Vertex Buffer Object如下：
GLuint vbo[1]; // vertex buffer object
glGenBuffers(1, vbo);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0]);
glBufferData(
GL_ARRAY_BUFFER,
sizeof(strip_position) + sizeof(strip_colors),
NULL,
GL_STATIC_DRAW
);
glBufferSubData(
GL_ARRAY_BUFFER,
0, //offset
sizeof(strip_position), //size date
strip_position //data
);
glBufferSubData(
GL_ARRAY_BUFFER,
sizeof(strip_position), //offset
sizeof(strip_colors), //size data
strip_colors //data
);
接下来我调用glVertexAttribPointer()如下：
glVertexAttribPointer(
0, //index
4, //size
GL_FLOAT, //type
GL_FALSE, //normalized
0, //stride
NULL //pointer
);
glVertexAttribPointer(
1,
4,
GL_FLOAT,
GL_FALSE,
0,
(const GLvoid*)sizeof(strip_position)
);
glEnableVertexAttribArray(0);
glEnableVertexAttribArray(1);
它有什么作用？（glVertexAttribPointer() 和 glEnableVertexAttribArray()）
好的。我完成了我的数据的初始化。现在我可以画出如下：
glBindVertexArray(vao[0]);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]);
glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, 8, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL);
OpenGL 是如何理解的，需要使用哪个缓冲区以及它在哪里？单词“绑定”是指关系？即某物与某物绑定？如果我想显示一个两个对象，我该怎么办？ 例如，我有两个位置数组，一个两个位置数组和一个两个索引数组？
static const GLfloat TWOstrip_colors[] =
1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,
0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f
;
static const GLfloat TWOstrip_colors[] =
1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,
0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,
1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,
;
static const GLushort TWOstrip_indices[] =
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
;
这是怎么做到的？
【问题讨论】：
【参考方案1】：OpenGL 有所谓的对象 的概念。这些不是模型或几何对象，而是内部状态的封装。如果你熟悉面向对象的编程，C++ STL OpenGL 对象可以被认为是类实例。
调用glGenBuffers(count, out_names) 可以粗略地解释为类似
std::map<GLuint, openglobject*> bufferobjects;
glGenBuffers(GLuint count, std::vector<GLuint> *out_names)
out_names->resize(count);
for(int i=0; i < count; i++)
GLuint name = get_next_free_handle_ID();
bufferobjects[name] = NULL;
out_names.set(i, name);
所以它的作用是，它保留一个句柄 ID（OpenGL 称它们为名称）并在句柄和缓冲区对象实例指针之间的内部映射中为其分配一个槽。
调用glBindBuffer实际上创建了缓冲区对象，类似的东西
glBindBuffer(GLenum target, GLuint name)
openglobject *objinstance = NULL;
if( name != 0 )
if( !bufferobjects.has_key(name) )
push_openglerror( INVALID_NAME );
return;
objinstance = bufferobjects[name];
if( NULL == bufferobjects[name] )
switch(target)
case GL_ARRAY_BUFFER:
objinstance = new OpenGLArrayBuffer; break;
case GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER:
objinstance = new OpenGLElementArrayBuffer; break;
/* ... and so on */
default:
push_openglerror( INVALID_TARGET ); return;
bufferobjects[name] = objinstance;
if( objinstance != NULL && target_of(objinstance) != target )
opengl_pusherror( INVALID_TARGET );
switch( target )
case GL_ARRAY_BUFFER:
/* this would be a static function of the subclass setting
* global singleton instance pointer
*/
OpenGLArrayBuffer::make_current(objinstance);
break;
/* ... and so on */
我想你可以看到这是怎么回事：缓冲区target 指定了你正在使用的实例的子类类型及其静态成员。
glBufferData 然后实际分配特定对象的内存，并可以使用传递给它的缓冲区的内容对其进行初始化。 glBufferSubData 只是将数据复制到内部存储中。
缓冲区对象就这么多了（其中有好几种）。
另一部分是顶点数组对象。这些是特殊的 OpenGL 对象，它们在 顶点属性 之间创建关联，这些对象是根据属性索引传递给着色器的每个顶点数据，以及从中获取此属性的 数组缓冲区 对象。数据是需要的。
当你调用 glGenVertexArray 时会发生这样的事情：
std::map<GLuint, openglobject*> vertexarrayobjects;
glGenVertexArrays(GLuint count, std::vector<GLuint> *out_names)
out_names->resize(count);
for(int i=0; i < count; i++)
GLuint name = get_next_free_handle_ID();
vertexarrayrobjects[name] = NULL;
out_names.set(i, name);
看起来很熟悉，不是吗？唯一的区别是使用了不同的映射结构。 glBindVertexArray 分配实例等等。
现在调用glEnableVertexAttribute 和glVertexAttribPointer 可以认为如下：
glEnableVertexAttribute(GLuint idx)
((OpenGLVertexArrayObject*)currentvertexarray)->add_attribute(idx);
glVertexAttribPointer(GLuint idx, ..., void *ptr)
((OpenGLVertexArrayObject*)currentvertexarray)->bind_attribute(
idx,
OpenGLArrayBuffer::get_current(),
(off_t)ptr );
好的，最后一点需要解释一下。您将指针传递给 glVertexAttribPointer 是 OpenGL-1.1 的遗留问题，其中没有 OpenGL 缓冲区对象，而是直接指向程序的内存。然后引入了缓冲区对象，这些对象在绑定时不需要指针而是字节大小的偏移量。因此，OpenGL 开发人员走上了肮脏的道路，只是对编译器撒了谎。 I did explain the details in my answer to the question "What is the result of NULL + int?"
请注意，OpenGL-4 引入了一个新的、更强大、更灵活的 API 来创建 VAO 属性 ←→ VBO 绑定。
【讨论】：
看到您对此没有更多赞成票，有点失望，超级可靠的答案。【参考方案2】：glBindBuffer(target, id) 设置的每个目标总是有一个“当前缓冲区”，大多数缓冲区操作都知道要对其进行操作。
openGL 使用glEnableVertexAttribArray 来知道它应该寻找哪些属性，如果不调用，那么openGL 将不会使用数据。
glVertexAttribPointer 告诉 openGL 在当前绑定的GL_ARRAY_BUFFER 中必须找到当前顶点数组的属性。在您的示例中：（假设vbo[0] 仍绑定到GL_ARRAY_BUFFER）
-
索引
0 的属性在vbo[0] 中找到，4 floats 每个顶点tightly packed 并从0 开始
索引1 的属性在vbo[0] 中找到，4 floats 每个顶点tightly packed 并从sizeof(strip_position) 开始
这些绑定在 glBindBuffer 调用中持续存在，因此如果您想重新绑定，则需要绑定另一个缓冲区调用 glVertexAttribPointer，然后您可以再次取消绑定
我建议您始终使用 0 缓冲区调用 glBindBuffer，以便 openGL 知道您不想再使用当前缓冲区并避免奇怪的行为
要创建第二个对象，您可以在每次切换对象时重新填充各种缓冲区
或者您可以创建 2 组缓冲区：
GLuint vao[2]; // vertex array object
glGenVertexArrays(2, vao);
glBindVertexArray(vao[0]);
GLuint ebo[2]; // element buffer object
glGenBuffers(2, ebo);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]);
glBufferData(
GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,
sizeof(strip_indices),
strip_indices,
GL_STATIC_DRAW
);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[1]);
glBufferData(
GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,
sizeof(strip_indices),
TWO_strip_indices,
GL_STATIC_DRAW
);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);
GLuint vbo[2]; // vertex buffer object
glGenBuffers(2, vbo);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0]);
glBufferData(
GL_ARRAY_BUFFER,
sizeof(strip_position) + sizeof(strip_colors),
NULL,
GL_STATIC_DRAW
);
glBufferSubData(
GL_ARRAY_BUFFER,
0, //offset
sizeof(strip_position), //size date
strip_position //data
);
glBufferSubData(
GL_ARRAY_BUFFER,
sizeof(strip_position), //offset
sizeof(strip_colors), //size data
strip_colors //data
);
//fill other buffer (assuming the first TWOstrip_colors was actually TWOstrip_position
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[1]);
glBufferData(
GL_ARRAY_BUFFER,
sizeof(TWOstrip_position) + sizeof(TWOstrip_colors),
NULL,
GL_STATIC_DRAW
);
glBufferSubData(
GL_ARRAY_BUFFER,
0, //offset
sizeof(TWOstrip_position), //size date
strip_position //data
);
glBufferSubData(
GL_ARRAY_BUFFER,
sizeof(TWOstrip_position), //offset
sizeof(TWOstrip_colors), //size data
strip_colors //data
);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(vao[0]);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0])
glVertexAttribPointer(
0, //index
4, //size
GL_FLOAT, //type
GL_FALSE, //normalized
0, //stride
NULL //pointer
);
glVertexAttribPointer(
1,
4,
GL_FLOAT,
GL_FALSE,
0,
(const GLvoid*)sizeof(strip_position)
);
glBindVertexArray(vao[1]);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[1]);
glVertexAttribPointer(
0, //index
4, //size
GL_FLOAT, //type
GL_FALSE, //normalized
0, //stride
NULL //pointer
);
glVertexAttribPointer(
1,
4,
GL_FLOAT,
GL_FALSE,
0,
(const GLvoid*)sizeof(TWOstrip_position)
);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);
然后绘制：
glEnableVertexAttribArray(0);
glEnableVertexAttribArray(1);
glBindVertexArray(vao[0]);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]);
glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, 8, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL);
glBindVertexArray(vao[1]);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[1]);
glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, 8, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL);
【讨论】：
以上是关于OpenGL 的缓冲区是如何工作的？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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