qt - 如何在 OpenGL 中使用顶点缓冲区对象和顶点数组？

Question

我使用顶点数组非常快速地绘制了很多三角形:

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);
 }

不过，我希望通过使用顶点缓冲区对象 (VBO) 使渲染速度更快。

我的理解是否正确，glVertexPointer() 告诉 GPU 它可以在 CPU 中的哪个位置获取顶点数据，然后 GPU 为每个 paintGL() 从 CPU 中的这个位置复制它？

使用 VBO 可以通过仅将顶点数据写入 GPU 一次来改进这一点吗？

因为我正在使用 Qt，所以我尝试使用 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);
}  

当我运行它时，它会在崩溃前挂起很长时间:-(。如果我注释掉 vertexBuffer->release();行它什么都不显示，但不会崩溃。

我在这里做错了什么？

另外:我怎样才能同样只将我的颜色发送到 GPU 一次？没有 QGLBuffer::ColorBuffer 类型!？

编辑:我在我的项目中包含了 GLee.[h/c] 并通过以下方式替换了 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);

但是代码还是没有绘制任何东西!？

vbufferid 被 glGenBuffers 调用赋值为 1，所以我不认为问题出在我的显卡上。

编辑 2:我发现如果我注释掉 glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);用 VBO 显示三角形(但没有颜色)!

那么在对顶点使用 VBO 时如何将颜色传输到 GPU？

没有 GL_COLOR_BUFFER 类型!？

Answer 1

Am I right in my understanding that the glVertexPointer() tells the GPU where in the CPU it can fetch the vertices data and then the GPU copy it from this location in the CPU for each paintGL()?

And that using VBO would improve on this by writing the vertices data to the GPU only once?

这就是大致的想法，尽管实际执行(您不必关心)有点棘手。

您陷入的一个常见误解是:OpenGL 未“初始化”。当然，您可以在初始阶段将某些资源上传到 OpenGL，但作为状态机，OpenGL 需要在您需要它之前立即将其置于所需状态。

然后是您真正的问题:您的顶点位置在缓冲区对象中。然而你的颜色不是。但是您为 OpenGL 提供了一个指针，它会将其误解为顶点缓冲区的偏移量。

所以我建议您在 glDrawElements 调用之前移动以下几行:

#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，缓冲区在调用 glVertexPointer 之前明确绑定(bind)，并在颜色指针之前解除绑定(bind)。

但是，在 VBO 中拥有一些属性，而另一些则没有达到目的。因此，我建议您将所有顶点属性移动到 VBO 中，最好是单个 VBO，一个数组接一个数组(步幅为 0，它们之间有偏移量)或交错(步幅 = 整个属性向量的大小，偏移量是到的偏移量)第一个属性向量)。

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);

结合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(…