OpenGL入门（四）顶点缓冲区

最新推荐文章于 2025-06-20 11:56:59 发布

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本文介绍了OpenGL中的顶点缓冲区概念及其使用方法。通过在显存中存储顶点数据，顶点缓冲区能够显著提高图形渲染的速度。文章详细解释了glGenBuffers、glBindBuffer、glBufferData等关键API的用途。

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写在前面

最近对OpenGL编程又双叒产生了浓厚的兴趣，决定把学习OpenGL过程中学到的知识都整理到博客中来，一来方便日后查看，而来也是为了和诸位大佬共勉。有不当的地方还望诸位批评指正，谢谢。
本系列博客将使用freeglut3.0.0和glew2.1.0和vs2017，在win10平台上开发。

顶点缓冲区

之前我们知道了直接只用顶点数组来绘图，在客户端制定顶点数据，每次绘制时从先从内存中加载这些数据，这样会带来绘制延时，因此我们想着在显存中开辟一块区域，在每次绘制间隔就将顶点数据加载过来，这样绘制时直接读取显存中的数据就可以了，明显提高渲染速度。于是，我们需要引入顶点缓冲区。
一般在两种不同处理速度的物理组件之间进行数据传输时都要用到缓冲区，OpenGL由于需要处理内存与GPU的数据传输，也要用到一系列缓冲区对象，顶点缓冲区只是其中之一。在顶点数组的基础上使用定点缓冲区可以提高渲染速率。顶点缓冲区的使用需要经历一下步骤：
这里写图片描述
我们在上一篇顶点数组的基础上进行改进，加上顶点缓冲区，代码如下：

// OpenGL4.cpp: 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include <GL\glew.h>
#include <GL\freeglut.h>

#pragma comment(linker, "/subsystem:\"windows\" /entry:\"mainCRTStartup\"")

GLfloat vertex[] = { 0.0, 0.0, 0.0,
0.05, 0.0, 0.0,
0.1, 0.0, 0.0,
0.15, 0.0, 0.0,
0.2, 0.0, 0.0,
0.25, 0.0, 0.0,
};

GLuint VBO;

void init()
{
    glClearColor(1, 1, 1, 0.0);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex), vertex, GL_STATIC_DRAW);
}

void display()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glColor3f(0.0, 0, 0);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);
    glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 5);
    glDisableVertexAttribArray(0);

    glFlush();
}

int main(int argc, char ** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA);
    glutInitWindowPosition(0, 0);
    glutInitWindowSize(400, 300);
    glutCreateWindow("顶点");

    GLuint result = glewInit();
    if (result != GLEW_OK) {
        fprintf(stderr, "Error: '%s'\n", glewGetErrorString(result));
        return 1;
    }

    init();
    glutDisplayFunc(display);
    glutMainLoop();
    return 0;
}

代码详解

上一篇博客对顶点数组已经有了解释，这里我们只看顶点缓冲区对象。顶点缓冲区经历标识、绑定、初始化、更新、销毁等阶段，与一系列函数相对应。

glGenBuffers(GLsizei n, GLuint* buffers);

分配n个缓冲区对象标识符，返回的标识符存储在buffers数组中。每一个标识符表示一个已经开始使用的缓冲区对象。具体如何分配有OpenGL内部决定，与调用者无关。此外，该方法调用之后在buffers中存储的标识符并不一定是连续的数字，而且0作为一个被保留的缓冲区对象名称，该方法从来不会返回0标识符。

glBindBuffer(GLenum target, GLuint buffer);

绑定缓冲区对象。buffer是glGenBuffers()返回的标识符数组的一个值，target表示改缓冲区应该绑定为什么类型的缓冲区对象，有GL_ARRAY_BUFFER(顶点数组缓冲区)、GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER(索引数组缓冲区)等。需要注意的是（以GL_ARRAY_BUFFER为例）：

如果buffer为0，则停用顶点数组缓冲区；
如果buffer为非零整数，且buffer代表的缓冲区之前未绑定过，则创建一个新的缓冲区对象和buffer相对应；
如果buffer之前绑定过，则激活buffer对应的缓冲区。

glBufferData(GLenum target, GLsizeiptr size, const void* data, GLenum usage);

初始化缓冲区对象，并指定缓冲区数据。target和glBindBuffer()中的target一样，data表示要写入到缓冲区的数据数组头指针，size表示data数组的字节数，usage表示数据在分配到缓冲区之后如何如何进行读取和写入，主要用来提供性能，其值为“GL_频率_操作”格式，有GL_STREAM_DRAW、GL_STREAM_READ、GL_STREAM_COPY、GL_STATIC_*、GL_DYNAMIC_*。其中，“频率”指缓冲区数据的读取或者渲染速率，有流模式、静态模式，动态模式：

STREAM：流模式，当缓冲区中的数据更新频率高，但使用频率低时使用；
STATIC：静态模式，当缓冲区中的数据只需制定一次，但使用频率比较高时使用；
DYNAMIC：动态模式，当缓冲区中的数据更新频率高，并且使用频率高时使用。
“操作”有绘制、读取和拷贝。
DRAW：绘制，缓冲区中的数据直接用于渲染，也就是内存中的数据直接作为渲染数据；
READ：读取，缓冲区中的数据主要用于应用程序的计算，而不是直接作用于渲染；
COPY：拷贝，缓冲区中的数据对渲染来说是只读数据，需要拷贝后将拷贝数据作为渲染数据。
关于usage我们后面还会遇到，慢慢深入了解。

glBufferSubData(GLenum target, GLintptr offset, GLsizeiptr size, const void* data);

更新缓冲区中的数据。target和之前两个方法的参数一样，data指写入缓冲区的数据所在数组头指针，size指data数组中要写入缓冲区的数据的字节数，offset指要写入缓冲区的第一个数据在data数组的
位置。也即将data数组中从offset（字节为单位）开始的size个字节写入缓冲区。

glDeleteBuffers(GLsizei n, const GLuint* buffers);

删除buffers中前n个缓冲区对象，他们的名称就是buffers数组中的元素。

结语

请了解本系列博文的下一篇文章：OpenGL入门（五）使用顶点绘制图形