开始opengl第八版-1.VAO与VBO

http://www.cnblogs.com/MyGameAndYOU/p/4678657.html 

http://blog.youkuaiyun.com/candycat1992/article/details/39676669    理解VAO与VBO

传递顶点数据

那么，现在的问题是，如果是你，你会怎么把顶点和它相关的信息，例如纹理坐标、法线等，传递给GLSL呢？一般人都会想到多维数组。我们下面把它称为顶点流（Vertex Stream）。（什么？！你不是这么想的？！没关系，OpenGL是这么想的就好。。。）

我们负责创建这个顶点流，然后只需要告诉OpenGL怎样解读它就可以了。

为了渲染一个对象，我们必须使用一个shader program。而这个program会定义一系列顶点属性，例如上述Vertex Shader中的vPosition一行。这些属性决定了我们需要传递哪些顶点数据。每一个属性对应了一个数组，并且这些数据的维度都必须相等，即是一一对应的关系。

比如我们想要渲染3个顶点，我们会定义下面的数据：

[plain]  view plain  copy

 print ?

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

这些顶点的顺序是非常重要的，OpenGL将会根据这些顺序渲染网格。我们可以直接使用上述这种数据来直接渲染，也可以使用索引（indices）来指定顺序，这样可以重复使用同一个顶点。

例如，我们使用下面的索引列表：

[plain]  view plain  copy

 print ?

1. {2, 1, 0, 2, 1, 2}  

那么OpenGL将会渲染6个顶点：

[plain]  view plain  copy

 print ?

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

现在，我们还想传递一个新的顶点属性，即每个顶点的纹理坐标，那么新的纹理数组可能长这样：

[plain]  view plain  copy

 print ?

1. { {0, 0}, {0.5, 0}, {0, 1} }  

注意，纹理数据的维度大小一定要和上面的坐标数组大小一致，而其他顶点属性数组的维度也要满足这个条件。这是非常容易理解的。

那么，合并后的顶点属性列表就是：

[plain]  view plain  copy

 print ?

1. [{0, 0, 1}, {0, 1}], [{0, 0, 0}, {0.5, 0}], [{1, 1, 1}, {0, 0}], [{0, 0, 1}, {0, 1}], [{0, 0, 0}, {0.5, 0}], [{0, 0, 1}, {0, 1}] }  

OpenGL的做法：VAO和VBO

OpenGL使用了VAO来实现上述管理顶点数据的数据作用，以及VBO来存放真正的顶点属性数据。

VAO（Vertex Array Object）

我们这里遇到了第一种OpenGL对象——VAO（Vertex Array Object）。前面说到OpenGL对象是状态的集合，那么VAO就是所有顶点数据的状态集合。它存储了顶点数据的格式以及顶点数据数据所需的缓存对象的引用。前面提过，OpenGL对象都有三个非常重要的函数，而VAO对应的就是glGenVertexArrays​、glDeleteVertexArrays和glBindVertexArray​。

VAO负责管理顶点属性，而这些顶点属性从0到GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS​ - 1 被编号。这些属性在Vertex Shader里的表现就是类似下面的语句：

[plain]  view plain  copy

 print ?

1. layout(location = 0) in vec4 vPosition;  

上述顶点属性vPosition被编号为0。

每个属性可以被enable或者disable，被disable的属性是不会传递给shader的，即便在shader里定义了这些属性，它们读出的值也会是一个常量，而非真正的数据。一个新建的VAO的所有属性访问都是disable的。而开启一个属性是通过下面的函数：

[cpp]  view plain  copy

 print ?

1. void glEnableVertexAttribArray​(GLuint index​);  

与其对应的是 glDisableVertexAttribArray​  函数。

而为了使用上述函数来改变VAO的状态，我们首先需要把VAO绑定到当前的context上。

VBO（Vertex Buffer Object）

VBO是一种Buffer Object，即它也是一个OpenGl对象。VBO是顶点数组数据真正所在的地方。

为了指定一个属性数据的格式和来源，我们需要告诉OpenGL，编号为0的属性使用哪个VBO，编号为1的属性使用哪个VBO等等。为了实现它，我们可以这么做。

首先，我们要知道，任何VBO都需要先绑定到GL_ARRAY_BUFFER​才可以对它进行操作。绑定后，我们可以调用下面的函数之一：

[cpp]  view plain  copy

 print ?

1. void glVertexAttribPointer​( GLuint index​, GLint size​, GLenum type​,  
2.    GLboolean normalized​, GLsizei stride​, const void *offset​);  
3.  void glVertexAttribIPointer​( GLuint index​, GLint size​, GLenum type​,  
4.    GLsizei stride​, const void *offset​ );  
5.  void glVertexAttribLPointer​( GLuint index​, GLint size​, GLenum type​,  
6.    GLsizei stride​, const void *offset​ );  

它们的作用大同小异，就是告诉OpenGl，编号为index的属性使用当前绑定在 GL_ARRAY_BUFFER​的VBO。为了更好理解，我们举例：

[cpp]  view plain  copy

 print ?

1. glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buf1);  
2. glVertexAttribPointer(0, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);  
3. glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);  

上面第一行代码将buf1绑定到了 GL_ARRAY_BUFFER​上。第二行意味着，编号为0的属性将使用buf1的数据，因为当前绑定到 GL_ARRAY_BUFFER​上的是buf1。第三行将缓存对象0绑定到了 GL_ARRAY_BUFFER​上，这不会对顶点属性有任何影响，只有 glVertexAttribPointer​函数可以影响它们！

这个过程就像一个中介人的作用，而中介人就是GL_ARRAY_BUFFER​。我们可以这么想，glBindBuffer​ 设置了一个全局变量，然后glVertexAttribPointer读取了这个全局变量并把它存储在VAO中，这个全局变量就是GL_ARRAY_BUFFER。当调用完glVertexAttribPointer后，顶点属性已经知道了数据来源就是buf1，它们之间就会直接联系，而不需要在通过GL_ARRAY_BUFFER。

使用VAO与VBO，将其关联，并将数据传递到shader，用法

  /**

         函数原型：void glVertexAttribPointer(GLuint index, GLint size, GLenum type,

         GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* pointer);

         之前我们调用了glBindData所传递给缓存的只是数据，之后我们要使用它，还必须指定数据类型。

         所以该函数完成的主要任务是：

         1、告诉OpenGL，该存储数据的格式

         2、因为我们使用着色器来编程，因此在顶点着色器阶段，我们会使用该函数来给着色器中的in类型的属性变量传递数据。

            那么它们是怎么联系起来的呢?

            便是通过第一个参数index，指明了着色器程序中变量的下标的作用。

            例如：layout( location=index ) in vec4 position;

            如果这个index和glVertexAttribPointer的第一个参数一样，那么相关缓存区的数据就会传递到这个position变量中去。

         3、该函数执行之后，会影响改变VAO的状态，VBO会被复制保存到VAO中。之后如果改变了当前所绑定的缓存对象，也不会改变到VAO里的对象。

     */

     glVertexAttribPointer(vPosition, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, BUFFER_OFFSET(0));

     /**

         因为默认情况下，顶点属性数组是不可访问的，所以我们需要调用以下函数激活它。

         范围为0到GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS-1

     */

     glEnableVertexAttribArray(vPosition);