11 - OpenGL学习之EBO VAO VBO 理解与使用

前言:由于ES 是针对手持设备设计的,而这类设备资源非常紧张,所以 ES引入 EBO, VAO,VBO的概念,它们能够减少CPU和GPU之间复制的数据量,从而获得更好的性能。

参考书籍:《OPENGL ES 3.0编程指南 原书第2版 》

代码已上传至github

1. VBO的概念与使用

顶点缓冲对象(Vertex Buffer Objects,VBO)
使用顶点数组指定的顶点数据保存在客户内存中(应用程序分配的内存),在进行DrawArrays或者DrawElements等绘图调用时,这些数据会从客户内存复制到图形内存。但是我们没必要在每次绘图调用时都复制顶点数据,如果我们能够在图形内存中缓存这些数据,就会显著地改进渲染性能。也会降低内存带宽和电力需求,这对于嵌入式设备意义重大。

VBO的使用:

  //创建并绑定VBO
    glGenBuffers(1, &_vboId);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _vboId);
    
    
    //填充缓冲区数据
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(points), points, GL_STATIC_DRAW);
    
    _positionIndex = glGetAttribLocation(_esContext.program, "vPosition");
    
    //加载顶点属性数组
    glVertexAttribPointer(_positionIndex, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), NULL);

如代码中所示,VBO的使用并不繁琐,分为以下几步:1.生成缓冲区对象。2.绑定缓冲区对象 3.填充缓冲区。4.加载顶点属性数组

借助顶点缓冲区对象,我们可以再高性能的图形内存中分配和缓存顶点数据,并从这个内存中进行渲染,不仅仅是顶点数据,描述图元顶点索引的元素索引也可以缓存。

EBO

之前在介绍绘制正方体的时候,如果采用GL_TRIANGLES的模式绘制,绘制一个面,相当于两个三角形,需要指定6个点。但是如果采用了顶点索引的话,只需要四个点了,因为你可以指定绘制的索引,比如四个点索引为0,1,2,3;那么指定的索引为(0,1,2),(2,3,0)就可以了,顶点索引可以存储在EBO中,索引缓冲对象,EBO类似于VBO,也是显存中的高性能图形内存,只不过它是用于存储顶点的索引。

- (void)loadData {
    static GLfloat points[] = {
        -0.5, 0.5, 0.0,
        -0.5, -0.5, 0.0,
        0.5, -0.5, 0.0,
        0.5,  0.5, 0.0,
        
    };
    
    static GLushort indices[] = {
        0,1,3,
        1,2,3,
    };
    
    //创建并绑定VAO
    glGenVertexArrays(1, &_vaoId);
    glBindVertexArray(_vaoId);
    
    
    //创建并绑定VBO
    glGenBuffers(1, &_vboId);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _vboId);
    
    //填充缓冲区数据
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(points), points, GL_STATIC_DRAW);
    
    _positionIndex = glGetAttribLocation(_esContext.program, "vPosition");
    
    //加载顶点属性数组
    glVertexAttribPointer(_positionIndex, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), NULL);
    
    //创建并绑定EBO, 加载数据
    glGenBuffers(1, &_eboId);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, _eboId);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
    
    
    //解绑 VAO VBO EBO
    glBindVertexArray(0);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
}
- (void)draw {
    //设置窗口
    glViewport(0, 0, _esContext.width, _esContext.height);
    
    //使用项目
    glUseProgram(_esContext.program);
    
    //绑定VAO,这时(VAO 统一管理 VBO EBO)
    glBindVertexArray(_vaoId);
    glEnableVertexAttribArray(_positionIndex);
    
    //绘制顶点,采用EBO
    //这里不用glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, 4);
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL);
    
    glBindVertexArray(0);
    glDisableVertexAttribArray(_positionIndex);
}
- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect {
    [super glkView:view drawInRect:rect];
    _esContext.width = view.drawableWidth;
    _esContext.height = view.drawableHeight;
    [self draw];
}

完整的代码如上图。使用EBO可以减少重复的顶点数据,节约带宽,这是我们应该养成的良好习惯。

VAO的概念与使用

VAO是一个保存了所有顶点数据属性的状态结合,它存储了顶点数据的格式以及顶点数据所需的VBO对象的引用。

VAO本身并没有存储顶点的相关属性数据,这些信息是存储在VBO中的,VAO相当于是对很多个VBO的引用,把一些VBO组合在一起作为一个对象统一管理。

在代码中我们看到,在绑定VBO和EBO之前,我们先生成和绑定了VAO。然后设置完顶点数据和顶点索引数据后,我们解绑了VBO,EBO,VAO,绘制的时候,我们重新绑定了VAO,这说明VAO可以统一管理VBO和EBO。

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