四、OpenGL中VBO与VAO的使用及本质

一、什么是VBO

在OpenGL中，顶点缓冲对象（Vertex Buffer Object，简称VBO）是一种用于将顶点数据（如位置、法线、颜色等）上传到视频设备以进行非立即模式渲染的功能。与立即模式渲染相比，VBO提供了显著的性能提升，主要原因是数据驻留在视频设备内存中，而非系统内存，因此可以直接由视频设备渲染。

VBO的作用：

• 性能提升：通过将顶点数据存储在显卡内存中，减少了每次渲染时从系统内存传输数据的开销，提高了渲染效率。
• 内存管理：将大量的顶点数据存储在显卡内存中，有助于优化内存使用，特别是在处理复杂场景时。

二、VBO的使用步骤

1.生成缓冲对象
使用glGenBuffers函数创建一个新的VBO，并返回其ID。

GLuint vbo;
glGenBuffers(1, &vbo);

2.绑定缓冲对象
使用glBindBuffer函数将创建的VBO绑定为当前的顶点缓冲对象。

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);

3.上传数据
使用glBufferData函数将顶点数据上传到显卡内存。

float vertices[] = {
   
   
    // 顶点数据，例如三角形的三个顶点
    0.0f,  1.0f, 0.0f,
   -1.0f, -1.0f, 0.0f,
    1.0f, -1.0f, 0.0f
};

//GL_STATIC_DRAW 表示数据不会频繁更改。
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

4.设置顶点属性指针
使用glVertexAttribPointer函数指定顶点属性的布局。

glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

• 0 是顶点属性的位置。
• 3 表示每个顶点有 3 个分量（x, y, z）。
• GL_FLOAT 指定数据类型。
• GL_FALSE 表示不标准化数据。
• 3 * sizeof(GLfloat) 是步长。
• (GLvoid*)0 是起始偏移量。

5.解绑 VBO

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

6.绘制图元
使用glDrawArrays或glDrawElements函数进行绘制。

glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

7.删除缓冲对象
在不再需要时，使用glDeleteBuffers函数删除VBO以释放资源。

glDeleteBuffers(1, &vbo);

三、VBO使用的完整示例

#include "glad/glad.h"
#include "GLFW/glfw3.h"

int main() {
   
   
	// 初始化 GLFW 和 GLEW
	glfwInit();
	GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "VBO Example", NULL, NULL);
	glfwMakeContextCurrent(window);
	//glewInit();

	// 顶点数据
	GLfloat vertices[] = {
   
   
		-0.5f, -0.5f, 0.0f,
		 0.5f, -0.5f, 0.0f,
		 0.0f,  0.5f, 0.0f
	};

	// 创建并绑定 VBO
	GLuint VBO;
	glGenBuffers(1, &VBO);
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
	glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

	// 配置顶点属性指针
	glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);
	glEnableVertexAttribArray(0);

	// 解绑 VBO
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

	// 渲染循环
	while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
   
   
		// 清除屏幕
		glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT