glEnableVertexAttribArray 中“索引”参数的含义和(可能)OS X OpenGL 实现中的错误

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【中文标题】glEnableVertexAttribArray 中“索引”参数的含义和(可能)OS X OpenGL 实现中的错误【英文标题】:Meaning of "index" parameter in glEnableVertexAttribArray and (possibly) a bug in the OS X OpenGL implementation 【发布时间】:2015-01-26 18:39:30 【问题描述】:

1) 我是否正确理解要使用顶点数组或 VBO 进行绘制,我需要所有属性在着色器程序链接之前调用 glBindAttribLocation 或在着色器程序成功链接后调用 glGetAttribLocation 然后使用绑定/获得的索引在 glVertexAttribPointer 和 glEnableVertexAttribArray 调用中?

更具体地说:这三个函数——glGetAttribLocation、glVertexAttribPointer 和 glEnableVertexAttribArray——它们都有一个名为“index”的输入参数。三者的“索引”是否相同?和 glGetAttribLocation 返回的一样吗?

如果是: 2) 我在 OS X 上遇到了一个问题,我在这里描述了它:https://***.com/questions/28093919/using-default-attribute-location-doesnt-work-on-osx-osx-opengl-bug,但很遗憾没有得到任何回复。

问题在于,根据我绑定到我的属性的属性位置,我在屏幕上看到或看不到任何东西。我只在装有 OS X 10.9.5 的 MacBook Pro 上看到这种行为;我尝试在 Linux 和 Windows 上运行相同的代码,它似乎可以在这些平台上独立于我的属性绑定到的位置。

这是一个展示问题的代码示例(应该在屏幕上绘制一个红色三角形):

#include <iostream>
#include <GLFW/glfw3.h>

GLuint global_program_object;
GLint  global_position_location;
GLint  global_aspect_ratio_location;
GLuint global_buffer_names[1];

int LoadShader(GLenum type, const char *shader_source)
  
  GLuint shader;
  GLint compiled;
  shader = glCreateShader(type);
  if (shader == 0)
    return 0;
  glShaderSource(shader, 1, &shader_source, NULL);
  glCompileShader(shader);
  glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &compiled);
  if (!compiled)
    
    GLint info_len = 0;
    glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &info_len);
    if (info_len > 1)
      
      char* info_log = new char[info_len];
      glGetShaderInfoLog(shader, info_len, NULL, info_log);
      std::cout << "Error compiling shader" <<  info_log << std::endl;
      delete info_log;
      
    glDeleteShader(shader);
    return 0; 
    
  return shader; 
  

int InitGL()
  
  char vertex_shader_source[] =
    "attribute vec4  att_position;                       \n"
    "attribute float dummy;\n"
    "uniform   float uni_aspect_ratio;                   \n"
    "void main()                                         \n"
    "                                                   \n"
    "  vec4 test = att_position * dummy;\n"
    "  mat4 mat_projection =                             \n"
    "   mat4(1.0 / uni_aspect_ratio, 0.0,  0.0, 0.0,     \n"
    "                           0.0, 1.0,  0.0, 0.0,     \n"
    "                           0.0, 0.0, -1.0, 0.0,     \n"
    "                           0.0, 0.0,  0.0, 1.0);    \n"
    "  gl_Position = att_position;                       \n"
    "  gl_Position *= mat_projection;                    \n"
    "                                                   \n";

  char fragment_shader_source[] =
    "void main()                                \n"
    "                                          \n"
    "  gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); \n"
    "                                          \n";

  GLuint vertex_shader;
  GLuint fragment_shader;
  GLuint program_object;
  GLint  linked;

  vertex_shader   = LoadShader(GL_VERTEX_SHADER  , vertex_shader_source  );
  fragment_shader = LoadShader(GL_FRAGMENT_SHADER, fragment_shader_source);

  program_object = glCreateProgram();
  if(program_object == 0)
    return 1;
  glAttachShader(program_object, vertex_shader  );
  glAttachShader(program_object, fragment_shader);

  // Here any index except 0 results in observing the black screen
  glBindAttribLocation(program_object, 1, "att_position");
  glLinkProgram(program_object);
  glGetProgramiv(program_object, GL_LINK_STATUS, &linked);
  if(!linked)
    
    GLint info_len = 0;
    glGetProgramiv(program_object, GL_INFO_LOG_LENGTH, &info_len);
    if(info_len > 1)
      
      char* info_log = new char[info_len];
      glGetProgramInfoLog(program_object, info_len, NULL, info_log);
      std::cout << "Error linking program" <<  info_log << std::endl;
      delete info_log; 
      
    glDeleteProgram(program_object);
    return 1;
    
  global_program_object = program_object;
  glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  glUseProgram(global_program_object);
  global_position_location     = glGetAttribLocation (global_program_object, "att_position");
  global_aspect_ratio_location = glGetUniformLocation(global_program_object, "uni_aspect_ratio");

  GLfloat vertices[] = -0.5f, -0.5f, 0.0f,
                         0.5f, -0.5f, 0.0f,
                         0.0f,  0.5f, 0.0f;

  glGenBuffers(1, global_buffer_names);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, global_buffer_names[0]);
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(GLfloat) * 9, vertices, GL_STATIC_DRAW);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
  return 0;
  

void Render()
  
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
  glUseProgram(global_program_object);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, global_buffer_names[0]);
  glVertexAttribPointer(global_position_location, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);
  glEnableVertexAttribArray(global_position_location);
  glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
  glDisableVertexAttribArray(global_position_location);
  glUseProgram(0);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
  

void FreeGL()
  
  glDeleteBuffers(1, global_buffer_names);
  glDeleteProgram(global_program_object);
  

void SetViewport(int width, int height)
  
  glViewport(0, 0, width, height);
  glUseProgram(global_program_object);
  glUniform1f(global_aspect_ratio_location, static_cast<GLfloat>(width) / static_cast<GLfloat>(height));
  


int main(void)
  
  GLFWwindow* window;
  if (!glfwInit())
    return -1;
  window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
  if (!window)
    
    glfwTerminate();
    return -1;
    
  glfwMakeContextCurrent(window);
  InitGL();

  // Double the resolution to correctly draw with Retina display
  SetViewport(1280, 960);
  while (!glfwWindowShouldClose(window))
    
    Render();
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
    
  FreeGL();
  glfwTerminate();
  return 0;
  

在您看来,这是否是一个错误?任何人都可以复制它吗?如果是错误,我应该在哪里报告?

附: 我也尝试过 SDL 而不是 GLFW,行为是一样的......

【问题讨论】:

忘记解释“虚拟”属性。如果我注释掉 glBindAttribLocation 调用但将假人留在原处,我再次在屏幕上看不到任何东西。如果我注释掉 glBindAttribLocation 调用和虚拟属性,一切似乎都很好:我在屏幕上看到了三角形。 三个函数的index 参数应该相同。您是说将att_position 绑定到0 以外的任何内容不会导致屏幕上没有任何内容? @gmbeard 完全正确。我尝试了从 0 到 10 的值。 你应该可以使用*AttribLocation中的任何一个函数; BindGet。这确实似乎是不正确的行为。 【参考方案1】:

根据规范,您看到的行为实际上是正确的,MacOSX 与此有关,但只是以非常间接的方式。

首先回答问题1):您基本上是正确的。使用现代 GLSL (>=3.30),您还可以直接在着色器代码中通过 layout(location=...) 限定符指定所需的索引,而不是使用 glBindAttribLocation(),但这只是附带说明。

您面临的问题是您使用的是 legacy GL 上下文。您没有指定所需的版本,因此您将获得对旧方式的最大兼容性。现在在 Windows 上,您很可能会获得实现支持的最高版本的兼容性配置文件(通常是非古代 GPU 上的 GL3.x 或 GL4.x)。

但是,在 OSX 上,您最多只能使用 GL2.1。这就是症结所在:您的代码在 GL2.x 中是无效。为了解释这一点,我必须回到 GL 的历史。一开始有即时模式,所以你确实画了

glBegin(primType);
glColor3f(r,g,b);
glVertex3f(x,y,z);
[...]
glColor3f(r,g,b);
glVertex3f(x,y,z);
glEnd();

请注意,glVertex 调用实际上是创建一个顶点。所有其他每个顶点的属性基本上都是一些当前顶点状态,可以随时设置,但是调用glVertex 将把所有这些当前属性连同位置一起形成被馈送到的顶点管道。

现在添加顶点数组后,我们得到了glVertexPointer()glColorPointer()等函数,每个属性数组都可以通过glEnableClientState()单独启用或禁用。基于数组的绘制调用实际上是根据OpenGL 2.1 specification 中的立即模式定义的,因为glDrawArrays(GLenum mode, GLint first, GLsizei count) 相当于

glBegin(mode);
for (i=0; i<count; i++)
    ArrayElement(first + i);
glEnd();

定义了ArrayElement(i)(这个来源于GL 1.5 spec的措辞):

if ( normal_array_enabled )
    Normal3...( <i-th normal value> );
[...] // similiar for all other bultin attribs
if ( vertex_array_enabled)
    Vertex...( <i-th vertex value> );

这个定义有一些微妙的结果:您必须启用GL_VERTEX_ARRAY 属性数组,否则不会绘制任何内容,因为不会生成与glVertex 等效的调用。

现在,当在 GL2.0 中添加通用属性时,做出了特殊保证:通用属性 0 是内置 glVertex 属性的别名 - 因此两者可以互换使用,在立即模式和数组中。所以glVertexAttrib3f(0,x,y,z) “创建”一个顶点的方式与glVertex3f(x,y,z) 相同。并且使用带有glEnableVertexAttribArray(0) 的数组与glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY) 一样好。

在 GL 2.1 中,ArrayElement(i) 函数现在如下所示:

if ( normal_array_enabled )
    Normal3...( <i-th normal value> );
[...] // similiar for all other bultin attribs
for (a=1; a<max_attribs; a++) 
    if ( generic_attrib_a_enabled )
        glVertexAttrib...(a, <i-th value of attrib a> );

if ( generic_attrib_0_enabled)
    glVertexAttrib...(0, <i-th value of attrib 0> );
else if ( vertex_array_enabled)
    Vertex...( <i-th vertex value> );

现在这就是发生在你身上的事情。您绝对需要 属性 0(或旧的 GL_VERTEX_ARRAY 属性)启用此功能以生成管道的任何顶点。

请注意,理论上应该可以只启用属性 0,无论是否在着色器中使用它。您应该确保相应的属性指针指向有效内存,以确保 100% 安全。所以你可以简单地检查你的属性索引 0 是否被使用,如果没有,只需设置与属性 0 相同的指针,就像你为你的真实属性所做的那样,GL 应该很高兴。但我没试过。

在更现代的 GL 中,这些要求不再存在,没有属性 0 的绘图将按预期工作,这就是您在其他系统上看到的。也许您应该考虑切换到现代 GL,例如 >= 3.2 核心配置文件,这样问题就不会出现(但您需要稍微更新代码,包括着色器)。

【讨论】:

非常感谢您提供如此有意义、有用且快速的答案!事实上,如果我使用至少一个索引为 0 的数组属性,我确实会在屏幕上看到结果。关于 GL 版本:我希望我的 OpenGL 代码尽可能与 OpenGL ES 2.0 兼容。据我所知,GL ES 2.0 最接近 OpenGL 2.0。

以上是关于glEnableVertexAttribArray 中“索引”参数的含义和(可能)OS X OpenGL 实现中的错误的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

C++学习(三一零)glEnableVertexAttribArray和glVertexAttribPointer的顺序关系

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了解顶点数组对象(glGenVertexArrays)

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