opengl之高级数据

2024-02-10 09:01:58

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概念

这一节中，我们将讨论一些更有意思的缓冲函数，以及我们该如何使用纹理对象来储存大量的数据（纹理的部分还没有完成）。
当我们绑定一个缓冲到GL_ARRAY_BUFFER时，它就是一个顶点数组缓冲，但我们也可以很容易地将其绑定到GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER。OpenGL内部会为每个目标储存一个缓冲，并且会根据目标的不同，以不同的方式处理缓冲。
到目前为止，我们一直是调用glBufferData函数来填充缓冲对象所管理的内存，这个函数会分配一块内存，并将数据添加到这块内存中。如果我们将它的data参数设置为NULL，那么这个函数将只会分配内存，但不进行填充。这在我们需要预留(Reserve)特定大小的内存，之后回到这个缓冲一点一点填充的时候会很有用。

详细内容

以前：只是绑定内存然后填充一整块内存

    glBindVertexArray(skyboxVAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, skyboxVBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(skyboxVertices), &skyboxVertices, GL_STATIC_DRAW);

除了使用一次函数调用填充整个缓冲之外，我们也可以使用glBufferSubData，填充缓冲的特定区域。这个函数需要一个缓冲目标、一个偏移量、数据的大小和数据本身作为它的参数。这个函数不同的地方在于，我们可以提供一个偏移量，指定从何处开始填充这个缓冲。这能够让我们插入或者更新缓冲内存的某一部分。要注意的是，缓冲需要有足够的已分配内存，所以对一个缓冲调用glBufferSubData之前必须要先调用glBufferData。
glBufferSubData：
填充缓冲对象所管理的内存
分配一块内存，并将数据添加到这块内存当中
如果data参数设置为NULL，就只会分配内存，并不进行填充
缓冲特定区域之前必须要调用glBufferSubData

glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 24, sizeof(data), &data); // 范围： [24, 24 + sizeof(data)]

glMapBuffer

//将数据导入缓冲的另外一种方法是，请求缓冲内存的指针，直接将数据复制到缓冲当中。
//通过调用glMapBuffer函数，OpenGL会返回当前绑定缓冲的内存指针，供我们操作：
float data[] = {
  0.5f, 1.0f, -0.35f
  ...
};
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);	//注意处理之前都需要进行绑定
// 获取指针
void *ptr = glMapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, GL_WRITE_ONLY);//目标和方式
// 复制数据到内存
memcpy(ptr, data, sizeof(data));
// 记得告诉OpenGL我们不再需要这个指针了
glUnmapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER);

分批顶点属性

以前：在mesh.h的处理VAO中

        // set the vertex attribute pointers
        // vertex Positions
        glEnableVertexAttribArray(0);
        glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)0);
        // vertex normals
        glEnableVertexAttribArray(1);
        glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Normal));
        // vertex texture coords
        glEnableVertexAttribArray(2);
        glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, TexCoords));
        // vertex tangent
        glEnableVertexAttribArray(3);
        glVertexAttribPointer(3, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Tangent));
        // vertex bitangent
        glEnableVertexAttribArray(4);
        glVertexAttribPointer(4, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Bitangent));

        glBindVertexArray(0);

现在通过glVertexAttribPointer：们能够指定顶点数组缓冲内容的属性布局。
在顶点数组缓冲中，我们对属性进行了交错(Interleave)处理，也就是说，我们将每一个顶点的位置、发现和/或纹理坐标紧密放置在一起。既然我们现在已经对缓冲有了更多的了解，我们可以采取另一种方式。
我们可以做的是，将每一种属性类型的向量数据打包(Batch)为一个大的区块，而不是对它们进行交错储存。与交错布局123123123123不同，我们将采用分批(Batched)的方式111122223333。
当从文件中加载顶点数据的时候，你通常获取到的是一个位置数组、一个法线数组和/或一个纹理坐标数组。我们需要花点力气才能将这些数组转化为一个大的交错数据数组。使用分批的方式会是更简单的解决方案

//分批
float positions[] = { ... };
float normals[] = { ... };
float tex[] = { ... };
// 填充缓冲
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 0, sizeof(positions), &positions);
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(positions), sizeof(normals), &normals);
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(positions) + sizeof(normals), sizeof(tex), &tex);

这样子我们就能直接将属性数组作为一个整体传递给缓冲，而不需要事先处理它们了。我们仍可以将它们合并为一个大的数组，再使用glBufferData来填充缓冲，但对于这种工作，使用glBufferSubData会更合适一点。
我们还需要更新顶点属性指针来反映这些改变：
更新顶点属性指针，注意分清距离和大小，是随着内容的增多而逐级递增的

glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), 0);  
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)(sizeof(positions)));  
glVertexAttribPointer(
  2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 2 * sizeof(float), (void*)(sizeof(positions) + sizeof(normals)));

复制缓冲

当你的缓冲已经填充好数据之后，你可能会想与其它的缓冲共享其中的数据，或者想要将缓冲的内容复制到另一个缓冲当中。
glCopyBufferSubData能够让我们相对容易地从一个缓冲中复制数据到另一个缓冲中。

//readtarget和writetarget参数需要填入复制源和复制目标的缓冲目标。
//比如说，我们可以将VERTEX_ARRAY_BUFFER缓冲复制到VERTEX_ELEMENT_ARRAY_BUFFER缓冲，分别将这些缓冲目标设置为读和写的目标。
//当前绑定到这些缓冲目标的缓冲将会被影响到。
void glCopyBufferSubData(GLenum readtarget, GLenum writetarget, GLintptr readoffset,
                         GLintptr writeoffset, GLsizeiptr size);

但如果我们想读写数据的两个不同缓冲都为顶点数组缓冲（读和写都是一种）该怎么办呢？我们不能同时将两个缓冲绑定到同一个缓冲目标上。正是出于这个原因，OpenGL提供给我们另外两个缓冲目标，叫做GL_COPY_READ_BUFFER和GL_COPY_WRITE_BUFFER。我们接下来就可以将需要的缓冲绑定到这两个缓冲目标上，并将这两个目标作为readtarget和writetarget参数。

//接下来glCopyBufferSubData会从readtarget中读取size大小的数据，并将其写入writetarget缓冲的writeoffset偏移量处。
//下面这个例子展示了如何复制两个顶点数组缓冲：
float vertexData[] = { ... };
glBindBuffer(GL_COPY_READ_BUFFER, vbo1);
glBindBuffer(GL_COPY_WRITE_BUFFER, vbo2);
glCopyBufferSubData(GL_COPY_READ_BUFFER, GL_COPY_WRITE_BUFFER, 0, 0, sizeof(vertexData));

//我们也可以只将writetarget缓冲绑定为新的缓冲目标类型之一
float vertexData[] = { ... };
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo1);
glBindBuffer(GL_COPY_WRITE_BUFFER, vbo2);
glCopyBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, GL_COPY_WRITE_BUFFER, 0, 0, sizeof(vertexData));

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