如何在OpenGL中使用顶点缓冲对象和顶点数组？

Question

如何在OpenGL中使用顶点缓冲对象和顶点数组？

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我正在使用顶点数组(Vertex Array)快速地绘制许多三角形：

void initializeGL() { 
   ...
   glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
   glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
   glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, vertices);
   glColorPointer(3,  GL_FLOAT, 0,   colors);
}

void paintGL() {
   ...  
   glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3*numTriangles, GL_UNSIGNED_INT, indices);
 }

然而，我希望通过使用顶点缓冲对象（VBO）来进一步加快渲染速度。

我的理解是否正确：glVertexPointer()告诉GPU从CPU哪里获取顶点数据，然后GPU在每个paintGL()中从CPU的这个位置复制它？

使用VBO会改善这种情况，因为它只会将顶点数据写入GPU一次，是这样吗？

由于我正在使用Qt，所以尝试使用QGLBuffer类：

void GLWidget::initializeGL() {
   ... 
   vertexBuffer = new QGLBuffer(QGLBuffer::VertexBuffer);
   vertexBuffer->create();
   vertexBuffer->bind();
   vertexBuffer->setUsagePattern(QGLBuffer::StaticDraw);
   vertexBuffer->allocate(vertices, 3*numVertices*sizeof(float)); // copies vertices to GPU? 
   vertexBuffer->release();

   #define BUFFER_OFFSET(bytes) ((GLubyte*) NULL + (bytes)) 
   glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
   glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
   glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, BUFFER_OFFSET(0));
   glColorPointer(3, GL_FLOAT, 0,  colors);
}

当我运行这个程序时，它会在崩溃前长时间卡住：-(。如果我注释掉vertexBuffer->release（）;这一行，则根本不显示任何内容，但不会崩溃。

我做错了什么呢？

另外：我怎样才能将我的颜色一次性发送到GPU上？QGLBuffer::ColorBuffer类型不存在！？

编辑：我在项目中包含了GLee.[h/c]文件，并用以下代码替换了QGLBuffer调用：

unsigned int vbufferid;
glGenBuffers(1, &vbufferid);  
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbufferid); 
int size = 3*numVertices*sizeof(float);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, size, vertices, GL_STATIC_DRAW);

但是代码仍然没有绘制任何内容！？

glGenBuffers调用将vbufferid分配为值1，因此我认为问题不在于我的显卡。

编辑2：我发现如果注释掉“glEnableClientState（GL_COLOR_ARRAY）;”行，三角形将使用VBO显示（但是没有颜色）！

那么在使用VBO进行顶点绘制时，如何将颜色传输到GPU？

没有GL_COLOR_BUFFER类型！？

- Andy

如果你认为在处理VBO时需要使用glBufferData函数，那么glXYZPointer方法就不会被使用。但是我可能在这里弄错了。但我非常确定你需要glBufferData。你的片段着色器和顶点着色器是什么样子的？你确定问题不在那里吗？ - dowhilefor

@dowhilefor：您仍然必须告诉OpenGL在缓冲区中查找顶点数据的位置，以及每个元素的大小。因此，是的，您仍然需要使用gl...Pointer函数。 - datenwolf

@dowhilefor：感谢你的帮助，但我认为你错了。如果我注释掉glVertexPointer调用，程序会崩溃。而且我的代码与《OpenGL编程指南》第104页的示例非常相似（该示例也使用glVertexPointer）。 - Andy

哦，好的，那就不要理我 :) 我已经很久没有使用OpenGL了。 - dowhilefor

看我的答案。颜色只是另一个顶点属性。它们也放入GL_ARRAY_BUFFER中。 - datenwolf

顺便说一句：GL_VERTEX_BUFFER类型也不存在。它被称为GL_ARRAY_BUFFER是有原因的。 - datenwolf

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- datenwolf · Accepted Answer

我理解得对吗，glVertexPointer() 告诉 GPU 在 CPU 中可以获取顶点数据的位置，然后 GPU 会在每个 paintGL() 中从这个位置复制数据？

使用 VBO 可以通过仅将顶点数据写入 GPU 一次来改善这种情况，对吗？

大致如此，但实际执行（您不必关心）有些棘手。

您犯了一个常见的误解：OpenGL 没有“初始化”。当然，您可以在初始阶段上传某些资源到 OpenGL，但作为状态机，OpenGL 需要在您需要它之前处于所需状态。

然后是您真正的问题：您的顶点位置在缓冲对象中。但是您的颜色不在其中。但是您正在给 OpenGL 一个指针，它将其误解为顶点缓冲区中的偏移量。

因此，我建议您将以下行移到 glDrawElements 调用之前：

#define BUFFER_OFFSET(bytes) ((GLubyte*) NULL + (bytes)) 
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbufferid);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, BUFFER_OFFSET(0));

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); // or put the colors into a VBO as well
glColorPointer(3, GL_FLOAT, 0,  colors);

glDrawElements(…

请注意，在调用glVertexPointer和颜色指针之前，必须显式绑定缓冲区，并在之后解除绑定。

但是，将一些属性放入VBO中，而另一些不放入，则达不到预期的效果。因此，我建议您将所有顶点属性移动到VBO中，最好是单个VBO，可以一个接一个地排列（步幅为0，它们之间的偏移量为偏移量），或者交错排列（步幅=整个属性向量的大小，偏移量为第一个属性向量的偏移量）。

更新代码示例：

上传到VBO

unsigned int vbufferid;
glGenBuffers(1, &vbufferid);  
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbufferid); 

int vertexbufsize = (3)*numVertices*sizeof(float);
int colorbufsize = (3)*numVertices*sizeof(float);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertexbufsize + colorbufsize, NULL, GL_STATIC_DRAW); // data=NULL : initialize, but don't copy

glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 0, vertexbufsize, vertices);
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, vertexbufsize, colorbufsize, vertices);

使用组合VBO绘图

#define BUFFER_OFFSET(bytes) ((GLubyte*) NULL + (bytes)) 
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbufferid);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, BUFFER_OFFSET(0));
glColorPointer(3, GL_FLOAT, 0,  BUFFER_OFFSET(vertexbufsize));

glDrawElements(…