转载自王定桥博客:OpenGL学习脚印: 使用索引绘图(index drawing)

https://blog.csdn.net/ziyuanxiazai123/article/details/51324516

在此十分感谢原创作者提供的教程。

写在前面
上一节熟悉了OpenGL绘图的中基本的VAO和VBO,以及着色器,并绘制了一个三角形。本节在上一节基础上,介绍利用EBO的索引绘图。

通过本节可以了解到

  • 索引绘图使用方法
  • 索引绘图应用场合

使用EBO开始索引绘图

EBO即Element Buffer Objects,用来存储绘制物体的索引。所谓索引就是对顶点属性数组中元素的一个位置标记。使用索引绘图时,先通过顶点属性数组指定数据,然后利用指向这些数据的索引来指示OpenGL完成绘图。使用索引绘图的原理如下图所示(来自VBO Indexing):
这里写图片描述

在左边图中,没有使用索引绘制矩形时,要重复指定重叠的顶点数据,V1和V2都重复了,使用了6个顶点属性数据;右边的图中,使用索引绘制时,只需要指定顶点在属性数组中的索引即可,使用0,1,2,3代表V0,V1,V2,V3顶点,绘制矩形一共指定了6个索引,使用4个顶点属性数据。

上面的例子可能看不出有大区别,但是当要绘制的物体包含多个重叠的顶点时,如果每个顶点属性包括了位置、颜色、纹理坐标、法向量等属性,那么将会造成很大的额外空间开销,影响GPU性能。同时,如果需要修改一个顶点处的数据,那么重复的顶点数据都要被改过来,这个工作也很无趣。因此,使用索引绘制能够节省存储空间,而且能灵活应对顶点属性的改变。
不使用索引也可以绘制矩形,我们使用6个顶点,数据如下:

GLfloat vertices[] = {
        // 第一个三角形
        -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.5f, 0.0f, 0.0f,  0.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.0f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
        // 第二个三角形
        -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
    };

然后在绘制时更新顶点数目即可:

    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);

下面介绍使用索引的绘制方法。我们需要在VBO中存储顶点属性数据,这在上一节已经介绍了。另一方面,就是使用EBO存储索引数据。我们重新指定顶点数据和索引数据如下:

   // 指定顶点属性数据 顶点位置 颜色
    GLfloat vertices[] = {
        -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, // 0
        0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,  // 1
        0.0f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,  // 2
        0.0f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f  // 3
    };
    // 索引数据
    GLshort indices[] = {
        0, 1, 2,  // 第一个三角形
        0, 3, 1   // 第二个三角形
    };

创建EBO,并将索引数据传送到EBO,如下:

glGenBuffers(1, &EBOId);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBOId);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,
    sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);

顶点属性数据部分无需改动,在绘制物体时需要将glDrawArrays调整为glDrawElements.

API void glDrawElements( GLenum mode,
GLsizei count,
GLenum type,
const GLvoid * indices);
1.参数mode 同glDrawArrays一样表示绘制的基本图元类型 GL_POINTS, GL_LINE_STRIP等。
2.参数count表示使用的EBO中索引元素的个数。
3.参数type 表示索引数据的数据类型。必须取 GL_UNSIGNED_BYTE, GL_UNSIGNED_SHORT, 或者 GL_UNSIGNED_INT 三者之一。
4.indices 表示EBO中索引的偏移量。

这里需要基本图元类型为GL_TRIANGLES,使用6个索引,索引类型为GL_UNSIGNED_SHORT, 同时索引数据在EBO中起点处,indices参数为0. 绘制代码为:

glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, 0);

完整的代码可以从github下载
运行结果如下图所示:
这里写图片描述

索引绘制的应用场合

从上面可以看出索引绘制能够节省存储空间,共享顶点属性数据,但存在的限制时共享的数据的属性时相同的。当我们需要为同一个顶点指定不同的属性,例如颜色和法向量时,索引绘制无法满足需求,这时候需要使用顶点数组为同一个顶点指定不同属性。

推荐阅读

1.Drawing Cube with indices
2.An Introduction to Index Buffer Objects

参考资料

  1. www.learnopengl.com
  2. Indexed Draws
posted on 2021-05-27 14:58  zgyijg  阅读(47)  评论(0编辑  收藏  举报