VAO 和元素数组缓冲区状态答案

【问题标题】：VAO and element array buffer stateVAO 和元素数组缓冲区状态
【发布时间】：2012-02-16 22:10:27
【问题描述】：

我最近使用顶点数组对象 (VAO) 编写了一些 OpenGL 3.3 代码，后来在英特尔图形适配器上对其进行了测试，令我失望的是，元素数组缓冲区绑定显然不是 VAO 状态的一部分，因为调用：

glBindVertexArray(my_vao);
glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, count, GL_UNSIGNED_INTEGER, 0);

没有效果，而：

glBindVertexArray(my_vao);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, my_index_buffer); // ?
glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, count, GL_UNSIGNED_INTEGER, 0);

渲染几何。我认为这只是英特尔 OpenGL 实现中的一个错误（因为它在 GL_ARB_vertex_array_object （甚至在 GL_OES_vertex_array_object 中）明确指出元素数组是保存状态的一部分），但后来它发生在移动设备上NVIDIA Quadro 4200。这可不好玩。

它是驱动程序错误、规格错误还是代码中某处的错误？该代码在 GeForce 260 和 480 上完美运行。

有人有类似经历吗？

同样奇怪的是 GL_EXT_direct_state_access 没有将元素数组缓冲区绑定到 VAO 的函数（但它确实具有指定顶点属性数组和数组缓冲区的函数）。 GPU 制造商是在搞砸规格并欺骗我们，还是什么？

编辑：

我原本不打算展示任何源代码，因为我认为这里没有必要。但根据要求，这里是重现问题的最小测试用例：

static GLuint n_vertex_buffer_object, p_index_buffer_object_list[3];
static GLuint p_vao[2];

bool InitGLObjects()
{
    const float p_quad_verts_colors[] = {
        1, 0, 0, -1, 1, 0,
        1, 0, 0, 1, 1, 0,
        1, 0, 0, 1, -1, 0,
        1, 0, 0, -1, -1, 0, // red quad
        0, 0, 1, -1, 1, 0,
        0, 0, 1, 1, 1, 0,
        0, 0, 1, 1, -1, 0,
        0, 0, 1, -1, -1, 0, // blue quad
        0, 0, 0, -1, 1, 0,
        0, 0, 0, 1, 1, 0,
        0, 0, 0, 1, -1, 0,
        0, 0, 0, -1, -1, 0 // black quad
    };
    const unsigned int p_quad_indices[][6] = {
        {0, 1, 2, 0, 2, 3},
        {4, 5, 6, 4, 6, 7},
        {8, 9, 10, 8, 10, 11}
    };
    glGenBuffers(1, &n_vertex_buffer_object);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, n_vertex_buffer_object);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(p_quad_verts_colors), p_quad_verts_colors, GL_STATIC_DRAW);
    glGenBuffers(3, p_index_buffer_object_list);
    for(int n = 0; n < 3; ++ n) {
        glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, p_index_buffer_object_list[n]);
        glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(p_quad_indices[n]), p_quad_indices[n], GL_STATIC_DRAW);
    }

    glGenVertexArrays(2, p_vao);
    glBindVertexArray(p_vao[0]);
    {
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, n_vertex_buffer_object);
        glEnableVertexAttribArray(0);
        glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), p_OffsetInVBO(0));
        glEnableVertexAttribArray(1);
        glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), p_OffsetInVBO(3 * sizeof(float)));
        glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, p_index_buffer_object_list[0]); // red
    }
    glBindVertexArray(0);

    glBindVertexArray(p_vao[1]);
    {
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, n_vertex_buffer_object);
        glEnableVertexAttribArray(0);
        glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), p_OffsetInVBO(0));
        glEnableVertexAttribArray(1);
        glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), p_OffsetInVBO(3 * sizeof(float)));
        glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, p_index_buffer_object_list[1]); // blue
    }
    glBindVertexArray(0);

#ifdef BIND_BLACK_QUAD_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, p_index_buffer_object_list[2]);
    // bind the buffer with the black quad (not inside VAO, should NOT be seen)
#endif // BIND_BLACK_QUAD_ELEMENT_ARRAY_BUFFER

    // [compile shaders here]

    return true; // success
}

上面的代码创建了一个包含三个四边形的顶点缓冲区，一个红色的，一个蓝色的，一个黑色的。然后它创建三个指向各个四边形的索引缓冲区。然后创建并设置两个 VAO，一个应包含红色四边形索引，另一个应包含蓝色四边形索引。黑色四边形根本不应该被渲染（假设 BIND_BLACK_QUAD_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 已定义）。

void onDraw()
{
    glClearColor(.5f, .5f, .5f, 0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glDisable(GL_DEPTH_TEST);

    glUseProgram(n_program_object);

    static int n_last_color = -1;
    int n_color = (clock() / 2000) % 2;
    if(n_last_color != n_color) {
        printf("now drawing %s quad\n", (n_color)? "blue" : "red");
        n_last_color = n_color;
    }

    glBindVertexArray(p_vao[n_color]);
#ifdef VAO_DOESNT_STORE_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, p_index_buffer_object_list[n_color]); // fixes the problem
#endif // VAO_DOESNT_STORE_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
    glBindVertexArray(0);
}

这会将视口清除为灰色并以重复的方式渲染蓝色或红色四边形（它还会打印哪一个）。虽然这适用于桌面 GPU，但它不适用于笔记本 GPU（除非定义了 VAO_DOESNT_STORE_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 宏，否则会呈现黑色四边形。取消定义 BIND_BLACK_QUAD_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 宏会使四边形变为蓝色，因为蓝色索引缓冲区最后绑定。但它没有无论如何渲染红色四边形。

所以在我看来，这要么是我对 VAO 应该如何工作的理解上的致命误解，要么是我的代码中的错误，要么是驱动程序错误。

Full source
Binaries (windows, 32 bit)

【问题讨论】：

很有可能您的代码最初并未将元素缓冲区放入 VAO。你为什么不向我们展示你的 VAO 初始化代码。
哦，拜托，没那么傻。另外，我说它适用于 GeForce 260 / 480。在编写 cmets 之前阅读帖子。我完全有能力调试我的 OpenGL 代码。这个问题是关于 OpenGL 实现和兼容性之间的差异。
代码工作并不意味着它是正确的。无论是偶然情况还是其他情况，代码都可以正常工作。它在 NVIDIA 驱动程序上既失败又成功的事实表明用户错误。如果它在 NVIDIA 上运行而在 ATI 上失败，或者反之亦然，则更有可能是驱动程序错误。但 NVIDIA 尤其是自相似。因此，如果它有时可以在某些 NVIDIA 硬件上工作，有时不能，这听起来像是用户错误。

标签： opengl intel nvidia opengl-3 vertex-array

【解决方案1】：

一段时间后，我发现这实际上是我的坏事。配备移动 NVIDIA Quadro 4200 显卡的笔记本电脑已设置为默认情况下所有应用程序都将在 Intel 显卡上运行，即使笔记本电脑处于性能模式也是如此。我不明白为什么有人要这样做，因为那时任何应用程序都无法使用来自 OpenGL 的更强大的 GPU（仍然可以将它用于 OpenCL，因为有明确的设备选择，也可能用于DirectX - 这可以解释为什么有些游戏运行流畅）。

尽管如此，所描述的错误行为只是英特尔驱动程序中的一个错误，仅此而已。英特尔驱动程序不保存 ELEMENT_ARRAY_BUFFER_BINDING。在那里。

我很抱歉提出这个问题，因为不知道以上内容就无法给出好的答案。

【讨论】：

您是否向英特尔提交了错误？这个故事有后续吗？作为一个新手图形程序员，知道世界上存在如此微妙的问题给我带来了深深的困扰。
@Philip 我没有考虑过，我几乎不认为英特尔是可用的 GPU，所以对我来说很容易说我不会支持英特尔 GPU。但也许这是个好主意。如果您这样做，请在评论中发布指向错误跟踪器的链接。谢谢。
即使对您没有帮助，在 SO 上记录驱动程序错误对我也有帮助。

【解决方案2】：

我实际上认为 ARB VAO 缺少元素数组缓冲区绑定（或任何其他缓冲区绑定）状态。

信仰不是必需的；规范说明了事实。

来自ARB_vertex_array_object 规范：

命令

void GenVertexArrays(sizei n, uint *arrays);

返回以前未使用的顶点数组对象名称。这些名称被标记为已使用，仅用于 GenVertexArrays，并使用表 6.6（CLIENT_ACTIVE_TEXTURE 选择器状态除外）、6.7 和 6.8（ARRAY_BUFFER_BINDING 状态除外）中列出的状态进行初始化。

所以我们得到了它：VAO 包含的整个状态是这三个表的内容，除了指出的例外情况。

扩展名是针对The OpenGL Graphics Specification version 2.1 (PDF) 编写的。因此，任何页码、章节标签或表格编号都是相对于该规范引用的。

我不打算在这里复制这三个表。但是，如果您查看第 273 页（按规范的页数）/第 287 页（按物理页数），您会发现表 6.8。那张桌子上有以下内容：

ELEMENT_ARRAY_BUFFER_BINDING

这里没有歧义。这些信息可能不会被清楚地说明。但毫无疑问，它就在那里。 ELEMENT_ARRAY_BUFFER_BINDING 是 VAO 状态的一部分。

因此，您的问题可能来自以下两个来源之一：

驱动程序错误。正如我在评论中所说，驱动程序错误似乎不太可能。不是不可能，只是不太可能。 NVIDIA 的驱动程序对于不同的硬件非常相似，并且 VAO 几乎不会在硬件中镜像。除非您使用不同版本的驱动程序，否则几乎没有理由认为错误是由驱动程序错误引起的。
用户错误。我知道您声称您的代码有效，因此很好。 每个人 都对某些代码提出了这样的要求。有很多次我会上下发誓，一些代码工作得很好。然而它被打破了；它只是碰巧过去了。它发生了。如果您发布您的代码，那么至少我们可以打折这种可能性。否则，我们只有你的话。考虑到人类在这方面犯错的频率，这并不值得。

【讨论】：

很公平。我无法发布完整的代码，但我会尝试提供足以重现错误的最少代码。 ARB 的东西也很稳固，状态似乎确实存在。
这里是源代码（在原始问题中编辑）。那么这是驱动程序错误还是我的错？

【解决方案3】：

同样奇怪的是，GL_EXT_direct_state_access 没有将元素数组缓冲区绑定到 VAO 的函数

对于目前遇到此问题并至少针对 OpenGL 4.5 的任何人，现在有一个函数可以直接将元素数组缓冲区绑定到 VAO，而无需绑定 VAO：glVertexArrayElementBuffer，使用它可能会解决任何问题让你挖掘这个问题。

【讨论】：

【解决方案4】：

一个可能的原因是您的英特尔适配器无法提供 OpenGL 3.3 上下文，而是默认为 2.1 等。正如其他人所指出的，在早期版本的 OpenGL 中，元素数组缓冲区状态不是 VAO 的一部分。

【讨论】：

这实际上是不可能的，因为我将上下文创建为向前兼容，所以它不能默认为较低的。或者如果确实如此，那绝对不应该。
我认为您可以运行 glGet 调用来查询上下文版本。找出答案。
@StevenLu 是的，有glGetString(GL_VERSION) 但这仅意味着一个错误（未缓存元素数组）只是由更糟糕的错误（创建旧的 2.1 上下文而不是转发）引起的- 兼容的）。

【解决方案5】：

我可以想象ELEMENT 缓冲区没有被缓存；如果你这样做：

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, n_vertex_buffer_object);
glEnableVertexAttribArray(0);
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(float), p_OffsetInVBO(0));

就像在说：

gBoundBuffer_GL_ARRAY_BUFFER=n_vertex_buffer_object;
currentVAO->enable|=(1<<0);
currentVAO->vertexBuffer=IndexToPointer(gBoundBuffer_GL_ARRAY_BUFFER);

换句话说，glBindBuffer() 除了设置GL_ARRAY_BUFFER 的值之外什么也不做。在 glVertexAttribPointer() 修改 VAO。

所以当你这样做时：

glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, p_index_buffer_object_list[0]);
glBindVertexArray(0);

你真的做到了：

gBoundBuffer_GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER=p_index_buffer_object_list[0];
currentVAO=0;

GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 绑定没有做任何事情是有意义的。我不确定是否有类似glVertexAttribPointer() 的元素变体（例如glElementPointer()），它实际上会作用于VAO。

【讨论】：

嗯，你描述的行为（元素数组未缓存）实际上是违反规范的，这样做没有什么意义。当您想绘制一些几何图形时，只有极少数情况下顶点和索引是可分离的。大多数情况下，模型是从艺术家创建的文件中加载的，一个模型的索引不适合任何其他模型的顶点。所以实际上同时绑定索引缓冲区和顶点属性指针是非常有意义的，至少在“图形应用程序，显示 3D 网格”场景中。