OpenGL超级宝典学习笔记——顶点缓冲区对象


显示列表可以快速简单地优化立即模式（glBegin/glEnd)的代码。在最坏的情况下，显示列表的命令被预编译存到命令缓冲区中，然后发送给图形硬件。在最好的情况下，是编译后放在图形硬件中以减少传输的带宽。显示列表的优化根据实现的不同而有所不同，而且显示列表一旦被创建就不可以修改，灵活性差。

顶点数组提供了我们想要的灵活性，最坏的结果不过是把数据块复制给硬件而已（比立即模式快的多）。而索引顶点数组可以减少向硬件传输的顶点数据的数量，减少变换的开销。

OpenGL还提供了一个特性对图形的吞吐量进行终极的控制。当我们使用顶点数组时，可以把单个数组从客户内存（CPU可以访问）传输到图形硬件。这个特性称为顶点缓冲区对象，允许我们按照类似于管理纹理的方式来管理顶点数组数据，而且顶点缓冲区对象要更灵活。

 

管理和使用缓冲区对象

首先要使用缓冲区对象得有顶点数组。第二步创建顶点缓冲区对象，使用函数：

void glGenBuffers(GLsizei n, GLuint *buffers);

这个函数工作方式像glGenTextures一样。其对应的删除缓冲区对象的函数是glDeleteBuffers。

然后绑定顶点缓冲区对象:

void glBindBuffer(GLenum target, GLuint buffer);

这里的target参数指定了要绑定什么样的数组。类型有很多，可以是顶点数组GL_ARRAY_BUFFER，顶点索引数组GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER（用于glDrawElements和其他基于索引的渲染函数）等。

 

加载缓冲区对象

在绑定了缓冲区对象之后，我们就可以往图形硬件拷贝顶点数组了。

void glBufferData(GLenum target, GLsizeptr size, GLvoid *data, GLenum usage);

target可以是GL_ARRAY_BUFFER或者GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER等。size指定了顶点数组的大小(以字节为单位)。最后一个参数是用法提示。如下表：

用法提示 描述
GL_DYNAMIC_DRAW 存储在缓冲区对象中的顶点数组经常要更新，并且可能多次作为绘图的来源。这个提示告诉OpenGL实现把数据放置在更新开销不大的地方。
GL_STATIC_DRAW 数组很少更新，但可能多次作为绘图的来源。这个提示告诉OpenGL实现把数据放置在能够快速渲染但不需要快速更新的地方。
GL_STREAM_DRAW 数据极少变化，并且最多只有几次作为绘图的源数据。这个提示告诉OpenGL实现有一些时间敏感的数据（例如动画）将只使用一次，然后被替换。

 

从顶点缓冲区对象渲染

从顶点缓冲区对象渲染有两个地方需要改动。首先，需要在调用glVertexPointer之前绑定缓冲区对象，然后把真实的数组指针改成顶点缓冲区对象的偏移值。例如：

glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, pVerts);

现在变成了：

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, bufferObjects[0]);

glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, 0);

渲染 就变成了：

glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, bufferObjects[3]);

glDrawElements(GL_TRIANGLES, nNumIdexes, GL_UNSIGNED_SHORT, 0);

最后一个参数会偏移量。从技术上说，缓冲区对象的这个偏移量基于本地体系结构的NULL指针。在大多数系统中，可设置为0.

 

总体步骤

  1. 生成缓冲区对象标识符glGenBuffers(可选步骤）

  2. 绑定一个缓冲区对象，确定它是用于存储顶点数组还是索引(GL_ARRAY_BUFFER,还是GL_ELEMENT_BUFFER)

  3. 请求数据的存储空间，并且对这些数据元素进行初始化

  4. 指定相对于缓冲区起始位置的偏移量。

  5. 绑定适当的缓冲区对象，用于渲染。

  6. 使用适当的顶点数组渲染函数进行渲染如glDrawArrays glDrawElements

简单示例：

#include "gltools.h"

//宏定义
#define VERTICES 0
#define INDICES 1
#define NUM_BUFFERS 2

//缓冲区标示符
GLuint buffers[NUM_BUFFERS];

static GLfloat cube[]={-1.0f, -1.0f, -5.0f, //前面的正方形
1.0f, -1.0f,-5.0f,
1.0f, 1.0f, -5.0f, 
-1.0f, 1.0f, -5.0f,
-1.0f, -1.0f, -10.0f,//背面的正方形
1.0f, -1.0f, -10.0f,
1.0f, 1.0f, -10.0f,
-1.0f, 1.0f, -10.0f};

static GLubyte index[]={0, 1, 2, 3, //前面
0, 3, 7, 4, //左面
5, 6, 2, 1, //右面
7, 6, 5, 4, //后面
3, 2, 6, 7, //上面
1, 0, 4, 5 //地面
};



void SetupRC()
{
  glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

  //生成缓冲区标示符
  glGenBuffers(NUM_BUFFERS, buffers);
  //绑定缓冲区对象，并设置顶点数组
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffers[VERTICES]);
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(cube), cube, GL_STATIC_DRAW);
  glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, 0);


}

void RenderScene()
{
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

  glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);

  glPushMatrix();

  glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);

  //绑定缓冲区对象，并进行渲染
  glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, buffers[INDICES]);
  glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(index), index, GL_STATIC_DRAW);
  glDrawElements(GL_QUADS, 24, GL_UNSIGNED_BYTE, 0);

  glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
  glPopMatrix();
  glutSwapBuffers();
}

void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h)
{
  if(h == 0)
    h = 1;

  glViewport(0, 0, w, h);

  GLfloat fAspect = (GLfloat)w / (GLfloat)h;

  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity();

  gluPerspective(35.0f, fAspect, 1.0f, 100.0f);

  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glLoadIdentity();
}

int main(int args, char* argv[])
{
  glutInit(&args, argv);
  glutInitWindowPosition(200, 200);
  glutInitWindowSize(800, 600);
  glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
  glutCreateWindow("VBO");
  glutDisplayFunc(RenderScene);
  glutReshapeFunc(ChangeSize);
  SetupRC();
  glutMainLoop();
  return 0;
}

 

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OpenGL超级宝典 第4版 中文版PDF+英文版+源代码 见 

OpenGL编程指南（原书第7版）中文扫描版PDF 下载

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