CSharpGL(18)分别处理glDrawArrays()和glDrawElements()两种方式下的拾取(ColorCodedPicking)
我在（Modern OpenGL用Shader拾取VBO内单一图元的思路和实现）记录了基于Color-Coded-Picking的拾取方法。
最近在整理CSharpGL时发现了一个问题：我只解决了用glDrawArrays();渲染时的拾取问题。如果是用glDrawElements();进行渲染，就会得到错误的图元。
本文就分别解决这两种情况下的拾取的问题。
CSharpGL已在GitHub开源，欢迎对OpenGL有兴趣的同学加入（https://github.com/bitzhuwei/CSharpGL）
两种Index Buffer
ZeroIndexBuffer
用 glDrawArrays(uint mode, int first, int count); 进行渲染时，本质上是用这样一个（特殊索引+ glDrawElements(uint mode, int count, uint type, void* indices); ）进行渲染：
uint[] index = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … }
这个特殊索引的特点就是(i == index[i])且(index buffer的长度==position buffer的长度)。
所以我们可以把这个索引看做一个经过优化的VertexBufferObject（VBO）。优化的效果就是：此VBO占用的GPU内存空间（几乎）为零。所以我把这种索引buffer命名为ZeroIndexBuffer。
在之前的文章里，我拾取到了图元的最后一个顶点在position buffer里的索引值。由于index的特殊性质，position buffer前方（左侧）的连续几个顶点就属于拾取到的图元。所以glDrawArrays方式下的拾取问题就解决了。
像下面这个BigDipper的模型，是用glDrawArrays方式渲染的。其拾取功能完全正常。
OneIndexBuffer
我把用glDrawElements进行渲染的index buffer命名为OneIndexBuffer。（因为实在想不出合适的名字了，就模仿一下编译原理里的0型文法、1型文法的命名方式）
lastVertexID
为便于说明，以下面的模型为例：
此模型描述了一个立方体，每个面都由4个顶点组成，共24个顶点。其索引（index buffer）用GL_TRIANGLES方式渲染，索引内容如上图如下：
index = { 0, 1, 2, 0, 2, 3, 4, 5, 6, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 20, 22, 23 };
此index buffer的长度为36个uint（36*sizeof(uint)个字节）。
这个模型的position buffer长度（24）不等于index buffer的长度（36）。
所以，继续用上面的拾取方式，只能拾取到图元的最后一个顶点（此例为三角形的第3个顶点）在position buffer中的索引值。
假设拾取到的是第二个三角形，如下图所示，那么拾取到的图元的最后一个顶点在position buffer的索引值就是3。（此图只渲染了前2个三角形）
如果像之前那样，连续向前（向左）取3个顶点，就会得到position[1]，position[2]，position[3]。但是，如图所见，正确的3个顶点应该是position[0]，position[2]，position[3]。
就是说，由于index buffer内容是任意的，导致描述一个图元的各个顶点在position buffer中并非连续排列。
lastVertexID -> lastIndexIDList
继续这个例子，现在已经找到了lastVertexID为3。为了找到这个三角形所有的顶点，我们先在index buffer里找到内容为3的索引。
index = { 0, 1, 2, 0, 2, 3, 4, 5, 6, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 20, 22, 23 };
只需遍历一下就会发现index[5] = 3。
所以，拾取到的三角形的三个顶点就是position[ index[5 – 2] ]，position[ index[5 – 1] ]，position[ index[5 – 0] ]。（index buffer中描述同一个图元的索引值是紧挨着排列的）
PrimitiveRecognizer
这个例子里，要识别的是三角形。实际上可能会识别点（Points）、线段（Lines、LineStrip、LineLoop）、四边形（Quads、QuadStrip）、多边形（Polygon）。所以我需用一个简单的工厂来提供各种PrimitiveRecognizer。
用于识别三角形的TriangleRecognizer如下：
1 class TrianglesRecognizer : PrimitiveRecognizer 2 { 3 public override List<RecognizedPrimitiveIndex> Recognize( 4 uint lastVertexID, IntPtr pointer, int length) 5 { 6 var lastIndexIDList = new List<RecognizedPrimitiveIndex>(); 7 unsafe 8 { 9 var array = (uint*)pointer.ToPointer(); 10 for (uint i = 2; i < length; i += 3) 11 { 12 if (array[i] == lastVertexID) 13 { 14 var item = new RecognizedPrimitiveIndex(lastVertexID); 15 item.IndexIDList.Add(array[i - 2]); 16 item.IndexIDList.Add(array[i - 1]); 17 item.IndexIDList.Add(array[i - 0]); 18 lastIndexIDList.Add(item); 19 } 20 } 21 } 22 23 return lastIndexIDList; 24 } 25 } 26 27 class RecognizedPrimitiveIndex 28 { 29 public RecognizedPrimitiveIndex(uint lastIndexID, params uint[] indexIDs) 30 { 31 this.LastIndexID = lastIndexID; 32 this.IndexIDList = new List<uint>(); 33 this.IndexIDList.AddRange(indexIDs); 34 } 35 36 public uint LastIndexID { get; set; } 37 38 public List<uint> IndexIDList { get; set; } 39 }