3D Computer Grapihcs Using OpenGL - 20 结合Buffer
在上一节的案例中,我们使用了四个Buffer Object,立方体的VertexBuffer,立方体的索引Buffer,四面体的VertexBuffer,四面体的索引Buffer。
我们这节尝试把两个图形的Vertex Buffer结合,两个图形的索引Buffer结合,形成两个Buffer,让程序更加简化。
先看最终代码: MyGlWindow.cpp:
#include <gl\glew.h>
#include "MyGlWindow.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <glm\gtc\matrix_transform.hpp>
#include <glm\gtx\transform.hpp>
#include <ShapeGenerator.h>
#include <Qt3DInput\qmouseevent.h>
#include <Qt3DInput\qkeyevent.h> GLuint programID; GLuint VertexBufferID;
GLuint IndexBufferID; GLuint cubeVertexArrayObjectID;
//立方体的索引数组长度
GLuint cubeNumIndices; GLuint tetraVertexArrayObjectID;
//四面体的索引数组长度
GLuint tetraNumIndices; GLuint tetraIndexByteOffset; GLuint fullTransformUniformLocation; void MyGlWindow::sendDataToOpenGL()
{
//创建Cube
ShapeData cube = ShapeGenerator::makeCube();
//创建四面体
ShapeData tetra = ShapeGenerator::makeTetrahedron(); //创建和设置VertexBuffer
glGenBuffers(, &VertexBufferID);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VertexBufferID);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, cube.vertexBufferSize() + tetra.vertexBufferSize(),, GL_STATIC_DRAW);
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, , cube.vertexBufferSize(), cube.vertices);
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, cube.vertexBufferSize(), tetra.vertexBufferSize(), tetra.vertices); //创建和设置IndexBuffer
glGenBuffers(, &IndexBufferID);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, IndexBufferID);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, cube.indexBufferSize() + tetra.indexBufferSize() , , GL_STATIC_DRAW);
glBufferSubData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, , cube.indexBufferSize(), cube.indices);
glBufferSubData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, cube.indexBufferSize(), tetra.indexBufferSize(), tetra.indices); cubeNumIndices = cube.numIndices;
tetraNumIndices = tetra.numIndices; //设置绘制Cube的VAO
//生成VAO
glGenVertexArrays(, &cubeVertexArrayObjectID);
//绑定VAO,后续的一系列状态和设置都会存储在这个VAO里。
glBindVertexArray(cubeVertexArrayObjectID);
//开启通道1(位置)
glEnableVertexAttribArray();
//开启通道2(颜色)
glEnableVertexAttribArray();
//绑定顶点数据ID到绑定点
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VertexBufferID);
//设置通道1如何获取数据
glVertexAttribPointer(, , GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * , );
//设置通道2如何获取数据
glVertexAttribPointer(, , GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * , (void*)(sizeof(float) * ));
//绑定索引数据ID到绑定点
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, IndexBufferID); //设置绘制四面体的VAO
glGenVertexArrays(, &tetraVertexArrayObjectID);
glBindVertexArray(tetraVertexArrayObjectID);
//开启通道1(位置)
glEnableVertexAttribArray();
//开启通道2(颜色)
glEnableVertexAttribArray();
//绑定顶点数据ID到绑定点
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VertexBufferID);
//设置通道1如何获取数据
glVertexAttribPointer(, , GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * , (void*)(cube.vertexBufferSize()));
//设置通道2如何获取数据
glVertexAttribPointer(, , GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(GLfloat) * , (void*)(cube.vertexBufferSize() +sizeof(float) * ));
//绑定索引数据ID到绑定点
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, IndexBufferID); tetraIndexByteOffset = cube.indexBufferSize(); cube.cleanUp();
tetra.cleanUp();
} void MyGlWindow::installShaders()
{
//...
} void MyGlWindow::initializeGL()
{
glewInit();
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
sendDataToOpenGL();
installShaders();
} void MyGlWindow::paintGL()
{
glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glViewport(, , width(), height()); //绑定cube的VAO,下面绘制的都是立方体--------------------------------------
glBindVertexArray(cubeVertexArrayObjectID); glm::mat4 fullTransformMatrix;
glm::mat4 viewToProjectionMatrix = glm::perspective(30.0f, ((float)width()) / height(), 0.1f, 10.0f);
glm::mat4 worldToViewMatrix = camera.getWorldToViewMatrix();
glm::mat4 worldToProjectionMatrix = viewToProjectionMatrix * worldToViewMatrix; //绘制Cube1
glm::mat4 cube1ModelToWorldMatrix =
glm::translate(glm::vec3(-1.0f, 0.0f, -3.0f))*
glm::rotate(36.0f, glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f)); fullTransformMatrix = worldToProjectionMatrix * cube1ModelToWorldMatrix;
glUniformMatrix4fv(fullTransformUniformLocation, , GL_FALSE, &fullTransformMatrix[][]);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, cubeNumIndices, GL_UNSIGNED_SHORT, ); //绘制Cube2
glm::mat4 cube2ModelToWorldMatrix =
glm::translate(glm::vec3(1.0f, 0.0f, -3.75f))*
glm::rotate(36.0f, glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
fullTransformMatrix = worldToProjectionMatrix * cube2ModelToWorldMatrix;
glUniformMatrix4fv(fullTransformUniformLocation, , GL_FALSE, &fullTransformMatrix[][]);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, cubeNumIndices, GL_UNSIGNED_SHORT, ); //绑定Tetra的VAO,下面绘制的都是四面体--------------------------------------
glBindVertexArray(tetraVertexArrayObjectID); //绘制Tetra1
glm::mat4 tetra1ModelToWorldMatrix =
glm::translate(glm::vec3(1.0f, -2.0f, -3.75f))*
glm::rotate(36.0f, glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
fullTransformMatrix = worldToProjectionMatrix * tetra1ModelToWorldMatrix;
glUniformMatrix4fv(fullTransformUniformLocation, , GL_FALSE, &fullTransformMatrix[][]);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, tetraNumIndices, GL_UNSIGNED_SHORT, (void*)tetraIndexByteOffset); glm::mat4 tetra2ModelToWorldMatrix =
glm::translate(glm::vec3(-3.0f, -2.0f, -3.75f))*
glm::rotate(36.0f, glm::vec3(1.0f, 1.0f, 0.0f));
fullTransformMatrix = worldToProjectionMatrix * tetra2ModelToWorldMatrix;
glUniformMatrix4fv(fullTransformUniformLocation, , GL_FALSE, &fullTransformMatrix[][]);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, tetraNumIndices, GL_UNSIGNED_SHORT, (void*)tetraIndexByteOffset);
} std::string MyGlWindow::ReadShaderCode(const char* fileName)
{
//...
} void MyGlWindow::mouseMoveEvent(QMouseEvent * e)
{
//...
} void MyGlWindow::keyPressEvent(QKeyEvent * e)
{
//...
}
注意:为了方便起见,我们把原先setupVertexArray函数的内容全部移动到sendDataToOpenGL函数中了。
下面详解改动的过程:
- 首先合并了两个顶点数组和两个索引数组, cubeVertexBufferID + tetraVertexBufferID -> VertexBufferID, cubeIndexBufferID + tetraIndexBufferID -> IndexBufferID。
- 在sendDataToOpenGL()函数的一开始,我们先定义好两个图形。
- 合并了顶点数组和索引数组以后,在初始化时候就要初始化足够的长度,在41行我们指定VertexBuffer的长度为: cube.vertexBufferSize() + tetra.vertexBufferSize(),正好容纳两个顶点数组,而数组内容暂时为空(第三个参数为0)。
- 然后使用两个glBufferSubData函数分块给顶点数组填充内容,42,43行分别给VertexBuffer的第一部分和第二部分填充了数据,注意第二个和第三个参数,分别指定了开始的偏移值和数组的长度。这也是为什么42行的第二个参数为0,而43行的第二个参数为cube.vertexBuffer()的原因。
- 顶点数组设定好以后,下面就设定索引数组(46-50),其设定方法和顶点数组类似,就不赘述了。
- 我们把sendDataToOpenGL函数和setupVertexArray函数合并,并且把cube.cleanUp()和tetra.cleanUp()放在了最后,原因是后面还需要使用到cube对象的相关属性
- 58-91行中只改动了87和89行的最后一个参数。这里的改动主要是针对VertexBuffer的,因为VertexBuffer发生了变化,所以四面体的位置和颜色信息在数组中都要往后整体偏移cube.vertexBufferSize()个位置。
- 93行我们定义了一个tetraIndexByteOffset成员,用来记录立方体的索引Buffer的长度(绘制的时候要用)
- 在绘制函数中,内容同样基本没变,只是改变了151行和158行的最后一个参数,这里是针对IndexBuffer的,因为glDrawElements()函数的最后一个参数是说明索引Buffer数组的偏移值的(顶点Buffer在前面已经用glVertexAttribPointer函数设置过了),因此,在绘制四面体时候需要向后偏移上一步我们记录的tetraIndexByteOffset个单位。绘制立方体则不需要偏移,因为它们仍处在数组的开头。
修改完成后,运行,结果和上节一样,但是逻辑上我们已经把四个数组简化成2个数组了。
PS:我们在这里需要对之前的代码加个“补丁”,我们之前创建的Buffers都没有删除,这会造成内存泄露,所以我们给MyGlWindow类加一个析构函数.
MyGlWindow::~MyGlWindow()
{
glDeleteBuffers(, &VertexBufferID);
glDeleteBuffers(, &IndexBufferID);
glUseProgram();
glDeleteProgram(programID);
}
把之前的VertexBuffer,IndexBuffer都删除掉。另外也要删除掉Program,但是主要在删除Program 之前需要glUseProgram(0)。
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