为什么这个 glDrawElements 调用失败？答案

【问题标题】：Why is this glDrawElements call failing?为什么这个 glDrawElements 调用失败？
【发布时间】：2020-09-13 17:06:10
【问题描述】：

我正在尝试整合来自https://gamedev.stackexchange.com/questions/10727/fastest-way-to-draw-quads-in-opengl-es 和How to draw with Vertex Array Objects and glDrawElements in PyOpenGL 的建议，以使用OpenGL.arrays.vbo.VBO 实现的索引缓冲区在GLFW 提供的上下文中并使用辅助类来呈现四边形。（我也是，至少目前，依靠ctypes 获取原始数据，而不是使用 Numpy。）

我制作了以下最小示例（如果我能解决这个问题，我应该能够修复实际代码）：

import ctypes
import glfw
from OpenGL.arrays import vbo
from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GL import shaders


def setup_window():
    glfw.init()
    glfw.window_hint(glfw.CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3)
    glfw.window_hint(glfw.CONTEXT_VERSION_MINOR, 3)
    glfw.window_hint(glfw.OPENGL_FORWARD_COMPAT, True)
    glfw.window_hint(glfw.OPENGL_PROFILE, glfw.OPENGL_CORE_PROFILE)
    window = glfw.create_window(256,256,'test',None,None)
    glfw.make_context_current(window)
    glfw.set_input_mode(window, glfw.STICKY_KEYS, True)
    return window


def get_program():
    VERTEX_SHADER = shaders.compileShader("""
    #version 330
    layout(location = 0) in vec4 position;
    void main()
    {
        gl_Position = position;
    }
    """, GL_VERTEX_SHADER)
    FRAGMENT_SHADER = shaders.compileShader("""
    #version 330
    out vec4 outputColor;
    void main()
    {
        outputColor = vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
    }
    """, GL_FRAGMENT_SHADER)
    return shaders.compileProgram(VERTEX_SHADER, FRAGMENT_SHADER)


window = setup_window()
glUseProgram(get_program())
vertices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_float * 16)(
        -1, -1, 0, 0,
        -1, 1, 0, 0,
        1, 1, 0, 0,
        1, -1, 0, 0
    )
)
indices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_float * 6)(
        0, 1, 2, 1, 2, 3
    ),
    target=GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
)


while (
    glfw.get_key(window, glfw.KEY_ESCAPE) != glfw.PRESS
    and not glfw.window_should_close(window)
):
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    with vertices, indices:
        glVertexAttribPointer(0, 4, GL_FLOAT, False, 0, None)
        glEnableVertexAttribArray(0)
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, None)
    glfw.swap_buffers(window)
    glfw.poll_events()

glDrawElements 调用失败，出现完全无用的“无效操作”异常。注释掉后，其他一切似乎都可以正常工作（当然没有绘制任何内容）。

这里到底出了什么问题？我理解使用VBO 实例作为上下文管理器（with 块）应该确保数据是绑定的，因此应该可供glDrawElements 呈现。

我也尝试了以下方法，但没有效果：

在 VBO 上使用显式 .bind() 调用而不是 with 块
使用空数据
将glDrawElements 调用中的size 参数更改为我能想象到的所有其他数字

【问题讨论】：

标签： python glfw pyopengl

【解决方案1】：

您正在使用核心配置文件OpenGL context：

glfw.window_hint(glfw.OPENGL_PROFILE, glfw.OPENGL_CORE_PROFILE)

在核心配置文件上下文中，您必须使用Vertex Array Object，因为默认的 VAO (0) 无效。
切换到兼容性配置文件 (glfw.OPENGL_COMPAT_PROFILE) 或创建顶点数组对象。我建议创建一个 VAO。

无论如何，在绑定 VAO 之后必须绑定缓冲区：

indices.bind()
vertices.bind()

并且索引的类型必须是整数，并且在glDrawElements 指定的类型必须对应于该类型。比如c_int16和GL_UNSIGNED_SHORT：

indices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_int16 * 6)(
        0, 1, 2, 0, 2, 3
    ),
    target=GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
)

注意Index buffers是在VAO中声明的，因此必须在绑定ELEMENT_ARRAY_BUFFER之前绑定VAO。
glVertexAttribPointer将当前绑定的ARRAY_BUFFER关联到指定的属性索引当前绑定的 VAO。因此必须先绑定 VAO 和 Vertex Buffer Object。

例子：

window = setup_window()
program = get_program()
glUseProgram(program)

vao = glGenVertexArrays(1)
glBindVertexArray(vao)

vertices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_float * 16)(
        -1, -1, 0, 1,
        -1, 1, 0, 1,
        1, 1, 0, 1,
        1, -1, 0, 1
    )
)
indices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_int16 * 6)(
        0, 1, 2, 0, 2, 3
    ),
    target=GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
)

indices.bind()
vertices.bind()
glVertexAttribPointer(0, 4, GL_FLOAT, False, 0, None)
glEnableVertexAttribArray(0)

while (
    glfw.get_key(window, glfw.KEY_ESCAPE) != glfw.PRESS
    and not glfw.window_should_close(window)
):
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, None)
    glfw.swap_buffers(window)
    glfw.poll_events()

【讨论】：

这解决了异常，但我仍然没有输出（就像最初抱怨的其他 StackOverflow 海报一样）。我希望窗口用绿色填充，因为三角形覆盖了整个坐标空间，并且颜色在片段着色器中指定。
还有其他想法吗？我复制并粘贴在原始setup_window 和get_program 定义下方，但仍然只有一个黑色窗口。而且我之前用其他方法（不涉及索引缓冲区）成功地绘制了东西。 ://
我尝试了另一种方法，将glfw.OPENGL_CORE_PROFILE 更改为glfw.OPENGL_COMPAT_PROFILE，而 also 并没有给我任何渲染输出。
@KarlKnechtel 索引必须是 0、1、2、0、2、3
啊哈！就是这样（将 W 坐标设置为 1）- 实际上，我遇到了像以前一样的问题。在实际代码中，我将使用 ZW 坐标作为纹理，并由着色器正确设置它们。我第一次为索引数组设置了正确的索引值和类型，但在生成 SSCCE 时却搞砸了。鸡蛋在我脸上！感谢您的所有帮助。

【解决方案2】：

总结讨论结果和我的测试：

VBO 类工作正常； with 块工作正常。
必须创建一个 VAO 才能在 OPENGL_CORE_PROFILE 中工作。我一直对如何使 VAO 与索引缓冲区一起工作感到困惑，但事实证明这并没有什么特别之处——只需设置 VAO，其余代码都是相同的。它可以像vao = glGenVertexArrays(1); glBindVertexArray(vao) 一样简单。这需要在任何需要 VAO 的功能之前发生；在这段代码中，这基本上意味着“在输入with 块之前”。但当然，我也希望它在 while 循环之外，因为不断地重新创建它是没有意义的（而且我还必须清理它）。
在为 SSCCE 生成数据时，我在几个地方搞砸了。索引缓冲区需要有ctypes.c_int16 类型的数据（它原来有）；缓冲区中的实际索引是错误的（同样，按照 gamedev.stackexchange 示例，我最初让它们正确）；并且顶点的 W 坐标需要是 1.0 而不是 0.0 （在我的实际代码库中，Z 和 W 组件由着色器填充，因为我正在尝试专门进行 2D 渲染，并且顶点数据将使用这些值作为纹理坐标）。

【讨论】：