NeHe OpenGL教程第四十五課：頂點緩存

前言

NeHe OpenGL第四十五課：頂點緩存

頂點緩存

你想更快地繪制麼？直接操作顯示卡吧，這可是目前的圖形技術，不要猶豫，我帶你入門。接下來，你自己向前走吧。

速度是3D程式中最重要的名額，你必須限制繪制的多邊形的個數，或者提高顯示卡繪制多邊形的效率。顯示卡最近增加了一個新的擴充，叫做頂點緩存VS，它直接把頂點放置在顯示卡中的高速緩存中，極大的增加了繪制速度。

在這個教程裡，我們會加載一個高度圖，使用頂點數組高效的把網格資料發送到OpenGL裡，并使用VBO擴充把頂點資料放入高效的顯存裡。

現在讓我們開始吧，我們先來定義一些程式參數。

#define MESH_RESOLUTION 4.0f // 每個頂點使用的像素#define MESH_HEIGHTSCALE 1.0f // 高度的縮放比例//#define NO_VBOS // 如果定義将不使用VBO擴充

// 定義VBO擴充它們在glext.h頭檔案中被定義#define GL_ARRAY_BUFFER_ARB 0x8892#define GL_STATIC_DRAW_ARB 0x88E4typedef void (APIENTRY * PFNGLBINDBUFFERARBPROC) (GLenum target, GLuint buffer);typedef void (APIENTRY * PFNGLDELETEBUFFERSARBPROC) (GLsizei n, const GLuint *buffers);typedef void (APIENTRY * PFNGLGENBUFFERSARBPROC) (GLsizei n, GLuint *buffers);typedef void (APIENTRY * PFNGLBUFFERDATAARBPROC) (GLenum target, int size, const GLvoid *data, GLenum usage);

// VBO 擴充函數的指針

PFNGLGENBUFFERSARBPROC glGenBuffersARB = NULL; // 建立緩存名稱

PFNGLBINDBUFFERARBPROC glBindBufferARB = NULL; // 綁定緩存

PFNGLBUFFERDATAARBPROC glBufferDataARB = NULL; // 綁定緩存資料

PFNGLDELETEBUFFERSARBPROC glDeleteBuffersARB = NULL; // 删除緩存

現在我們來定義自己的網格類：

class CVert // 頂點類

{

public:

float x;

float y;

float z;

};

typedef CVert CVec;

class CTexCoord // 紋理坐标類

float u;

float v;

//網格類

class CMesh

// 網格資料

int m_nVertexCount; // 頂點個數

CVert* m_pVertices; // 頂點資料的指針

CTexCoord* m_pTexCoords; // 頂點的紋理坐标

unsigned int m_nTextureId; // 紋理的ID

unsigned int m_nVBOVertices; // 頂點緩存對象的名稱

unsigned int m_nVBOTexCoords; // 頂點紋理緩存對象的名稱

AUX_RGBImageRec* m_pTextureImage; // 高度資料

CMesh(); // 構造函數

~CMesh(); // 析構函數

// 載入高度圖

bool LoadHeightmap( char* szPath, float flHeightScale, float flResolution );

// 傳回單個點的高度

float PtHeight( int nX, int nY );

// 建立頂點緩存對象

void BuildVBOs();

大部分代碼都很簡單，這裡不多加解釋。

下面我們來定義一些全局變量：

bool g_fVBOSupported = false; // 是否支援頂點緩存對象

CMesh* g_pMesh = NULL; // 網格資料

float g_flYRot = 0.0f; // 旋轉角度

int g_nFPS = 0, g_nFrames = 0; // 幀率計數器

DWORD g_dwLastFPS = 0; // 上一幀的計數

下面的代碼加載高度圖,它和34課的内容差不多,在這裡不多加解釋了:

//加載高度圖

bool CMesh :: LoadHeightmap( char* szPath, float flHeightScale, float flResolution )

FILE* fTest = fopen( szPath, "r" );

if( !fTest )

return false;

fclose( fTest );

// 加載圖像檔案

m_pTextureImage = auxDIBImageLoad( szPath );

// 讀取頂點資料

m_nVertexCount = (int) ( m_pTextureImage->sizeX * m_pTextureImage->sizeY * 6 / ( flResolution * flResolution ) );

m_pVertices = new CVec[m_nVertexCount];

m_pTexCoords = new CTexCoord[m_nVertexCount];

int nX, nZ, nTri, nIndex=0;

float flX, flZ;

for( nZ = 0; nZ < m_pTextureImage->sizeY; nZ += (int) flResolution )

{

for( nX = 0; nX < m_pTextureImage->sizeX; nX += (int) flResolution )

{

for( nTri = 0; nTri < 6; nTri++ )

{

flX = (float) nX + ( ( nTri == 1 || nTri == 2 || nTri == 5 ) ? flResolution : 0.0f );

flZ = (float) nZ + ( ( nTri == 2 || nTri == 4 || nTri == 5 ) ? flResolution : 0.0f );

m_pVertices[nIndex].x = flX - ( m_pTextureImage->sizeX / 2 );

m_pVertices[nIndex].y = PtHeight( (int) flX, (int) flZ ) * flHeightScale;

m_pVertices[nIndex].z = flZ - ( m_pTextureImage->sizeY / 2 );

m_pTexCoords[nIndex].u = flX / m_pTextureImage->sizeX;

m_pTexCoords[nIndex].v = flZ / m_pTextureImage->sizeY;

nIndex++;

}

// 載入紋理，它和高度圖是同一副圖像

glGenTextures( 1, &m_nTextureId );

glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, m_nTextureId );

glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, 3, m_pTextureImage->sizeX, m_pTextureImage->sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, m_pTextureImage->data );

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);

// 釋放紋理資料

if( m_pTextureImage )

if( m_pTextureImage->data )

free( m_pTextureImage->data );

free( m_pTextureImage );

return true;

}

下面的代碼用來計算(x,y)處的亮度

//計算(x,y)處的亮度

float CMesh :: PtHeight( int nX, int nY )

int nPos = ( ( nX % m_pTextureImage->sizeX ) + ( ( nY % m_pTextureImage->sizeY ) * m_pTextureImage->sizeX ) ) * 3;

float flR = (float) m_pTextureImage->data[ nPos ]; // 傳回紅色分量

float flG = (float) m_pTextureImage->data[ nPos + 1 ]; // 傳回綠色分量

float flB = (float) m_pTextureImage->data[ nPos + 2 ]; // 傳回藍色分量

return ( 0.299f * flR + 0.587f * flG + 0.114f * flB ); // 計算亮度

下面的代碼把頂點資料綁定到頂點緩存，即把記憶體中的資料發送到顯存

void CMesh :: BuildVBOs(){ glGenBuffersARB( 1, &m_nVBOVertices ); // 建立一個頂點緩存，并把頂點資料綁定到緩存 glBindBufferARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, m_nVBOVertices ); glBufferDataARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, m_nVertexCount*3*sizeof(float), m_pVertices, GL_STATIC_DRAW_ARB );

glGenBuffersARB( 1, &m_nVBOTexCoords ); // 建立一個紋理緩存，并把紋理資料綁定到緩存

glBindBufferARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, m_nVBOTexCoords );

glBufferDataARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, m_nVertexCount*2*sizeof(float), m_pTexCoords, GL_STATIC_DRAW_ARB );

// 删除配置設定的記憶體

delete [] m_pVertices; m_pVertices = NULL;

delete [] m_pTexCoords; m_pTexCoords = NULL

好了，現在到了初始化的地方了。首先我将配置設定并載入紋理資料。接着檢測是否支援VBO擴充。如果支援我們将把函數指針和它對應的函數關聯起來，如果不支援将隻傳回資料。

//初始化

BOOL Initialize (GL_Window* window, Keys* keys)

g_window = window;

g_keys = keys;

// 載入紋理資料

g_pMesh = new CMesh();

if( !g_pMesh->LoadHeightmap( "terrain.bmp",

MESH_HEIGHTSCALE,

MESH_RESOLUTION ) )

MessageBox( NULL, "Error Loading Heightmap", "Error", MB_OK );

return false;

// 檢測是否支援VBO擴充

#ifndef NO_VBOS

g_fVBOSupported = IsExtensionSupported( "GL_ARB_vertex_buffer_object" );

if( g_fVBOSupported )

// 獲得函數的指針

glGenBuffersARB = (PFNGLGENBUFFERSARBPROC) wglGetProcAddress("glGenBuffersARB");

glBindBufferARB = (PFNGLBINDBUFFERARBPROC) wglGetProcAddress("glBindBufferARB");

glBufferDataARB = (PFNGLBUFFERDATAARBPROC) wglGetProcAddress("glBufferDataARB");

glDeleteBuffersARB = (PFNGLDELETEBUFFERSARBPROC) wglGetProcAddress("glDeleteBuffersARB");

// 建立VBO對象

g_pMesh->BuildVBOs();

#else

g_fVBOSupported = false;

#endif

//設定OpenGL狀态

glClearColor (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);

glClearDepth (1.0f);

glDepthFunc (GL_LEQUAL);

glEnable (GL_DEPTH_TEST);

glShadeModel (GL_SMOOTH);

glHint (GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);

glEnable( GL_TEXTURE_2D );

glColor4f( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f );

return TRUE;

下面的函數用來檢測是否包含特定的擴充名稱

// 傳回是否支援指定的擴充

bool IsExtensionSupported( char* szTargetExtension )

const unsigned char *pszExtensions = NULL;

const unsigned char *pszStart;

unsigned char *pszWhere, *pszTerminator;

pszWhere = (unsigned char *) strchr( szTargetExtension, ' ' );

if( pszWhere || *szTargetExtension == '\0' )

// 傳回擴充字元串

pszExtensions = glGetString( GL_EXTENSIONS );

// 在擴充字元串中搜尋

pszStart = pszExtensions;

for(;;)

pszWhere = (unsigned char *) strstr( (const char *) pszStart, szTargetExtension );

if( !pszWhere )

break;

pszTerminator = pszWhere + strlen( szTargetExtension );

if( pszWhere == pszStart || *( pszWhere - 1 ) == ' ' )

if( *pszTerminator == ' ' || *pszTerminator == '\0' )

//如果存在傳回True

return true;

pszStart = pszTerminator;

return false;

好了,幾乎結束了,我們下面來看看我們的渲染代碼.

void Draw (void){ glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glLoadIdentity ();

// 顯示目前的幀率

if( GetTickCount() - g_dwLastFPS >= 1000 )

g_dwLastFPS = GetTickCount();

g_nFPS = g_nFrames;

g_nFrames = 0;

char szTitle[256]={0};

sprintf( szTitle, "Lesson 45: NeHe & Paul Frazee's VBO Tut - %d Triangles, %d FPS", g_pMesh->m_nVertexCount / 3, g_nFPS );

if( g_fVBOSupported ) // 是否支援VBO

strcat( szTitle, ", Using VBOs" );

else

strcat( szTitle, ", Not Using VBOs" );

SetWindowText( g_window->hWnd, szTitle ); // 設定視窗标題

g_nFrames++;

// 設定視口

glTranslatef( 0.0f, -220.0f, 0.0f );

glRotatef( 10.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f );

glRotatef( g_flYRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f );

// 使用頂點，紋理坐标數組

glEnableClientState( GL_VERTEX_ARRAY );

glEnableClientState( GL_TEXTURE_COORD_ARRAY );

為了使用VBO，你必須告訴OpenGL記憶體中的那部分需要加載到VBO中。是以第一步我們要起用頂點數組和紋理坐标數組。接着我們必須告訴OpenGL去把資料的指針設定到特定的地方，glVertexPointer函數可以完成這個功能。

我們分為啟用和不啟用VBO兩個路徑來渲染，他們都差不多，唯一的差別是當你需要把指針指向VBO緩存時，記得把資料指針設定NULL。

// 如果支援VBO擴充 if( g_fVBOSupported ) { glBindBufferARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, g_pMesh->m_nVBOVertices ); glVertexPointer( 3, GL_FLOAT, 0, (char *) NULL ); // 設定頂點數組的指針為頂點緩存 glBindBufferARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, g_pMesh->m_nVBOTexCoords ); glTexCoordPointer( 2, GL_FLOAT, 0, (char *) NULL ); // 設定頂點數組的指針為紋理坐标緩存 } // 不支援VBO擴充 else { glVertexPointer( 3, GL_FLOAT, 0, g_pMesh->m_pVertices ); glTexCoordPointer( 2, GL_FLOAT, 0, g_pMesh->m_pTexCoords ); }

好了,渲染所有的三角形吧

// 渲染 glDrawArrays( GL_TRIANGLES, 0, g_pMesh->m_nVertexCount );

最後,别忘了恢複到預設的OpenGL狀态.

glDisableClientState( GL_VERTEX_ARRAY );

glDisableClientState( GL_TEXTURE_COORD_ARRAY );

原文及其個版本源代碼下載下傳：

<a href="http://nehe.gamedev.net/data/lessons/lesson.asp?lesson=45">http://nehe.gamedev.net/data/lessons/lesson.asp?lesson=45</a>

沒有整理與歸納的知識，一文不值！高度概括與梳理的知識，才是自己真正的知識與技能。永遠不要讓自己的自由、好奇、充滿創造力的想法被現實的架構所束縛，讓創造力自由成長吧！多花時間，關心他（她）人，正如别人所關心你的。理想的騰飛與實作，沒有别人的支援與幫助，是萬萬不能的。

本文轉自wenglabs部落格園部落格，原文連結：http://www.cnblogs.com/arxive/p/6239552.html，如需轉載請自行聯系原作者

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