【问题标题】:Using a VBO to draw lines from a vector of points in OpenGL使用 VBO 从 OpenGL 中的点向量绘制线
【发布时间】:2013-09-19 19:59:51
【问题描述】:

我有一个简单的 OpenGL 程序,我试图利用顶点缓冲区对象而不是旧的 glBegin() - glEnd() 进行渲染。基本上,用户单击指示起点的窗口,然后按下一个键以生成 OpenGL 绘制为一条线的后续点。

我已经使用 glBegin() 和 glEnd() 实现了这一点,但使用 VBO 并没有成功。我想知道问题是否在于初始化 VBO 后,我添加了更多没有为其分配内存的顶点,因此不显示它们。

编辑:另外,我对它如何确切地知道顶点结构中的哪些值用于 x 和 y 以及 r、g、b 有点困惑。我还没有找到一个明确的例子。

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <Math.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <GL/glew.h>
#include <GL/glut.h>

struct vertex {
    float x, y, u, v, r, g, b;
};

const int D = 10;   // distance
const int A = 10;   // angle
const int WINDOW_WIDTH = 500, WINDOW_HEIGHT = 500;

std::vector<vertex> vertices;
boolean start = false;
GLuint vboId;

void update_line_point() {
    vertex temp;
    temp.x = vertices.back().x + D * vertices.back().u;
    temp.y = vertices.back().y + D * vertices.back().v;
    temp.u = vertices.back().u;
    temp.v = vertices.back().v;
    vertices.push_back(temp);
}

void update_line_angle() {
    float u_prime, v_prime;
    u_prime = vertices.back().u * cos(A) - vertices.back().v * sin(A);
    v_prime = vertices.back().u * sin(A) + vertices.back().v * cos(A);
    vertices.back().u = u_prime;
    vertices.back().v = v_prime;
}

void initVertexBuffer() {
    glGenBuffers(1, &vboId);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vboId);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex) * vertices.size(), &vertices[0], GL_STATIC_DRAW);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
}

void displayCB() {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluOrtho2D(0, WINDOW_WIDTH, 0, WINDOW_HEIGHT);

    if (start) {
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vboId);
        glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
        glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
        glVertexPointer(2, GL_FLOAT, sizeof(vertex), &vertices[0]);
        glColorPointer(3, GL_FLOAT, sizeof(vertex), &vertices[0]);
        glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, vertices.size());
        glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
        glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    }

    /***** this is what I'm trying to achieve
    glColor3f(1, 0, 0);
    glBegin(GL_LINE_STRIP);
    for (std::vector<vertex>::size_type i = 0; i < vertices.size(); i++) {
            glVertex2f(vertices[i].x, vertices[i].y);
    }
    glEnd();
    *****/

    glFlush();
    glutSwapBuffers();
}


void mouseCB(int button, int state, int x, int y) {
    if (state == GLUT_DOWN) {
        vertices.clear();
        vertex temp = {x, WINDOW_HEIGHT - y, 1, 0, 1, 0, 0};  // default red color
        vertices.push_back(temp);
        start = true;
        initVertexBuffer();
    }
    glutPostRedisplay();
}

void keyboardCB(unsigned char key, int x, int y) {
    switch(key) {
    case 'f':
        if (start) {
            update_line_point();
        }
        break;
    case 't':
        if (start) {
            update_line_angle();
        }
        break;
    }

    glutPostRedisplay();
}

void initCallbackFunc() {
    glutDisplayFunc(displayCB);
    glutMouseFunc(mouseCB);
    glutKeyboardFunc(keyboardCB);
}

int main(int argc, char** argv) {
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_DOUBLE|GLUT_DEPTH);
    glutInitWindowSize(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);
    glutInitWindowPosition(100, 100);
    glutCreateWindow("Test");
    initCallbackFunc();

    // initialize glew
    GLenum glewInitResult;
    glewExperimental = GL_TRUE;
    glewInitResult = glewInit();
    if (GLEW_OK != glewInitResult) {
        std::cerr << "Error initializing glew." << std::endl;
        return 1;
    }
    glClearColor(1, 1, 1, 0);
    glutMainLoop();

    return 0;
}

【问题讨论】:

    标签: opengl vertex-buffer


    【解决方案1】:

    如果您有一个 VBO 绑定,则 gl*Pointer() 调用的 pointer 参数被解释为从 VBO 开头的字节偏移量,不是实际指针。不过,您的用法与顶点数组的用法一致。

    所以对于您的 vertex 结构 x 从字节零开始,r 从字节 sizeof(float) * 4 开始。

    此外,您的鼠标回调在每次调用时都会重置您的顶点向量,因此您在任何给定时间都无法拥有多个顶点。它还通过initVertexBuffer()中的glGenBuffers()泄露了VBO名称。

    试一试:

    #include <GL/glew.h>
    #include <GL/glut.h>
    #include <iostream>
    #include <vector>
    
    struct vertex 
    {
        float x, y;
        float u, v;
        float r, g, b;
    };
    
    GLuint vboId;
    std::vector<vertex> vertices;
    void mouseCB(int button, int state, int x, int y) 
    {
        y = glutGet( GLUT_WINDOW_HEIGHT ) - y;
        if (state == GLUT_DOWN) 
        {
            vertex temp = {x, y, 1, 0, 1, 0, 0};  // default red color
            vertices.push_back(temp);
            glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vboId);
            glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex) * vertices.size(), &vertices[0], GL_STATIC_DRAW);
            glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
        }
        glutPostRedisplay();
    }
    
    void displayCB()
    {
        glClearColor(1, 1, 1, 0);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
        glLoadIdentity();
        double w = glutGet( GLUT_WINDOW_WIDTH );
        double h = glutGet( GLUT_WINDOW_HEIGHT );
        glOrtho( 0, w, 0, h, -1, 1 );
    
        glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
        glLoadIdentity();
    
        if ( vertices.size() > 1 ) 
        {
            glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vboId);
            glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
            glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
            glVertexPointer(2, GL_FLOAT, sizeof(vertex), (void*)(sizeof( float ) * 0));
            glColorPointer(3, GL_FLOAT, sizeof(vertex), (void*)(sizeof( float ) * 4));
            glDrawArrays(GL_LINE_STRIP, 0, vertices.size());
            glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
            glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
            glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
        }
    
        glutSwapBuffers();
    }
    
    int main(int argc, char** argv)
    {
        glutInit(&argc, argv);
        glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_DOUBLE|GLUT_DEPTH);
        glutInitWindowSize(500, 500);
        glutInitWindowPosition(100, 100);
        glutCreateWindow("Test");
    
        // initialize glew
        glewExperimental = GL_TRUE;
        GLenum glewInitResult = glewInit();
        if (GLEW_OK != glewInitResult) {
            std::cerr << "Error initializing glew." << std::endl;
            return 1;
        }
    
        glGenBuffers(1, &vboId);
    
        glutDisplayFunc(displayCB);
        glutMouseFunc(mouseCB);
        glutMainLoop();
        return 0;
    }
    

    【讨论】:

      【解决方案2】:

      VBO 是位于内存中某处(几乎总是在专用 GPU 内存 - VRAM)中的固定大小的缓冲区。您在glBufferData 中指定此大小,同时您还为 GL 提供了一个从中复制的指针。这里的关键词是复制。在glBufferData 之后对向量所做的一切都不会反映在 VBO 中。

      您应该在更改矢量后绑定并执行另一个glBufferData 调用。如果 VBO 已经足够大以处理新数据,您也可能会从 glBufferSubDataglMapBuffer 获得更好的性能,但在像这样的小型应用程序中,每次调用 glBufferData 的性能影响基本上不存在.

      此外,为了解决您需要选择 x、y 等值的其他问题。您的 VBO 设置方式是这些值是交错的。因此在内存中,您的顶点将如下所示:

      +-------------------------------------------------
      | x | y | u | v | r | g | b | x | y | u | v | ... 
      +-------------------------------------------------
      

      您分别使用 glVertexPointerglColorPointer 函数告诉 OpenGL 您的顶点和颜色在哪里。

      • size 参数指定每个顶点有多少个元素。在本例中,顶点为 2,颜色为 3。
      • type 参数指定每个元素的类型。在您的情况下,两者都是GL_FLOAT
      • stride 参数是从一个顶点开始到下一个顶点需要跳过的字节数。对于像您这样的交错设置,这两者都只是sizeof(vertex)
      • 在这种情况下,最后一个参数指针实际上并不是指向向量的指针。当绑定一个 VBO 时,指针变为 VBO 的字节偏移量。对于顶点,这应该是0,因为第一个顶点从 VBO 的第一个字节开始。对于颜色,这应该是4 * sizeof(float),因为第一种颜色前面有 4 个浮点数。

      【讨论】:

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