(转载)Cocos2dx-OpenGL ES2.0教程:使用VBO索引(4)

2021-11-08 21:37:55

在上一篇文章中，我们介绍了uniform和模型-视图-投影变换，相信大家对于OpenGL ES 2.0应该有一点感觉了。在这篇文章中，我们不再画三角形了，改为画四边形。下篇教程，我们就可以画立方体了，到时候就是真3D了，哈哈。

为什么三角形在OpenGL教程里面这么受欢迎呢？因为在OpenGL的世界里面，所有的几何体都可以用三角形组合出来。我们的四边形也一样，它可以用两个三角形组合出来。

你的第一个四边形

首先，因为OpenGL里面没有直接绘制四边形的命令的，所以我们需要画两个三角形来拼成一个四边形。这样的话，这样的话我们一共需要6个顶点。这6个顶点的坐标如下所示:

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float vertercies[] =

    { -1,-1,

    1, -1,

    -1, 1,

    -1, 1,

    1,1,

    1, -1};

此时，我们还需要修改glDrawArray和CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES宏，如下所示：

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 //注意3个顶点，变成了6个顶点，这里一定要改成6，否则OpenGL只会画3个顶点

    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);

    glBindVertexArray(0);

//这里的6是可选的，改成6可以更好地与cocos2d-x引擎融合

    CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES(1, 6);

此时，运行程序，你会发现只有一个三角形。那是因为我们的顶点属性color只有3份，现在6个顶点了，所以也需要6份颜色数据。另外，为了显示好看，这里把6个颜色统一修改成绿色：

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float color[] = { 0, 1,0, 1,

                    0,1,0, 1,

                    0, 1, 0, 1,

                    0, 1,0, 1,

                    0,1,0, 1,

                    0,1, 0, 1};

同时，记得把上一篇教程中设置的uniform u_color也重置一下：

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float uColor[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};

glUniform4fv(uColorLocation,1, uColor);

此时，编译并运行，你会得到一个纯绿色的四边形：
(转载)Cocos2dx-OpenGL ES2.0教程:使用VBO索引(4)greenrectangle

怎么样，画4边形不过如此吧，只需要多准备点数据就行啦。另外，注意一下三角形的顶点顺序。不过，细心的读者立马就会发现，我们的顶点数据里面有两个顶点是重复的。这其实是一种内存浪费。假设我们现在渲染一个复杂的模型，它可能包含几千个三角形，如果采用这种方式，那不知道要浪费多少内存。接下来，我们要介绍一种方法，使用索引数组来重用顶点数据。

使用VBO索引

推荐大家先看看VBO索引原理，相信大家看完之后应该知道怎么实现了。

  1. 修改原始顶点数据
    把vertercies修改为下面的样子:
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float vertercies[] =

       { -1,-1,

       1, -1,

       -1, 1,

       1,1};

从上面的顶点数据可以看出，这4个点刚好就是normalized device space的四个边界的顶点。

  1. 指定2个三角形的索引
    我们需要为两个三角形指定索引数据，如下所示：
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GLubyte indices[] = { 0,1,2,  //第一个三角形索引

                    2,3,1}; //第二个三角形索引
  1. 创建索引缓冲区并绑定索引数据到缓冲区
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GLuint indexVBO;

glGenBuffers(1, &indexVBO);

glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexVBO);

glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices) , indices, GL_STATIC_DRAW);

这里索引缓冲区与之前的GL_ARRAY_BUFFER的创建与使用方式是一样的。

  1. 最后，我们把glDrawArray替换成glDrawElements 
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glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_BYTE,(GLvoid*)0);

  • 第一个参数：指定绘制基本图元的类型，这里我们指定的是三角形

  • 第二个参数：需要绘制的元素个数，即索引的数量，我们一共是6个索引

  • 第三个参数：指定索引数据的类型，注意必须是 GL_UNSIGNED_BYTE和GL_UNSIGNED_SHORT中的一个。推荐用GL_UNSIGNED_BYTE。

  • 第四4个参数：指定开始绘制的第一个索引数据在缓冲区的偏移。

此时，编译并运行，我们还是得到了和之前一样的四边形。

改进顶点数据结构

现在顶点属性包含位置(position)和颜色(color)，将来还会有法线（normal），纹理坐标（texture coordinate）等数据。如果每一种类型的顶点数据都分开来存放，一来不利于管理，二来也会产生内存碎片。

在本小节中，我将向大家介绍如何使用一个结构体来封装这些数据。这也是cocos2d-x里面所用的方法，比如一个Quard的定义如下：

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struct V3F_C4B_T2F

{

    //! vertices (3F)

    Vec3     vertices;            // 12 bytes

    //! colors (4B)

    Color4B      colors;              // 4 bytes

    // tex coords (2F)

    Tex2F        texCoords;           // 8 bytes

};

仿照上面的结构体，我们也定义一个结构体Vertex，用来表示顶点的数据，目前它里面包含位置和颜色:

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typedef struct {

    float Position[2];

    float Color[4];

} Vertex;

下面是我们的顶点数据定义：

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Vertex data[] =

   {

       { {-1,-1},{0,1,0,1} },

       { {1,-1},{0,1,0,1} },

       { {-1,1},{0,1,0,1} },

       { {1,1},{0,1,0,1} }

   };

注意，我们画四边形需要4个顶点，所以，需要四份Vertex数据。接下来，我们指定Vertex Shader如何读取这些属性:

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 glVertexAttribPointer(positionLocation,

                          2,

                          GL_FLOAT,

                          GL_FALSE,

                          sizeof(Vertex),

                          (GLvoid* )offsetof(Vertex,Position));

    //set for color

//    glGenBuffers(1, &colorVBO);

//    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, colorVBO);

//    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(data), data, GL_STATIC_DRAW);

    GLuint colorLocation = glGetAttribLocation(program->getProgram(), "a_color");

    glEnableVertexAttribArray(colorLocation);

    glVertexAttribPointer(colorLocation,

                          4,

                          GL_FLOAT,

                          GL_FALSE,

                          sizeof(Vertex),

                          (GLvoid* )offsetof(Vertex,Color));

这里，我们需要指定glVertexAttribPointer的第5个参数和第6个参数。

下图告诉我们Vertex Shader是如何读取属性的：
(转载)Cocos2dx-OpenGL ES2.0教程:使用VBO索引(4)multiplevertexattri

注意，我们这里把colorVBO的生成和绑定代码注释掉了，因为已经不需要了。
编译并运行，这时候你还是会看到一个绿色的四边形。

结语

从本例中可以看到，VBO可以一次性传递所有的顶点数据给vertex shader（目前是position和color，以后还有法线和纹理坐标），然后使用glVertexAttribPointer按一定的规则去取数据就行了。至于几何图元如何组装，可以交给索引VBO去解决，最后调用glDrawElements来完成实际的绘制。

另外如果我们只想画纯色的四边形，那么建议不要使用attribute，直接使用uniform并把该uniform的值传给gl_FragColor就行了。这个就留给读者自行去实验啦。

本教程源码下载地址

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