OpenGL ES2.0教程:使用VBO索引(4)

转自：http://4gamers.cn/archives/331

在上一篇文章中，我们介绍了uniform和模型-视图-投影变换，相信大家对于OpenGL ES 2.0应该有一点感觉了。在这篇文章中，我们不再画三角形了，改为画四边形。下篇教程，我们就可以画立方体了，到时候就是真3D了，哈哈。

为什么三角形在OpenGL教程里面这么受欢迎呢？因为在OpenGL的世界里面，所有的几何体都可以用三角形组合出来。我们的四边形也一样，它可以用两个三角形组合出来。

你的第一个四边形

首先，因为OpenGL里面没有直接绘制四边形的命令的，所以我们需要画两个三角形来拼成一个四边形。这样的话，这样的话我们一共需要6个顶点。这6个顶点的坐标如下所示:

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float vertercies [ ] =          { - 1 , - 1 ,          1 , - 1 ,          - 1 , 1 ,          - 1 , 1 ,          1 , 1 ,          1 , - 1 } ;

此时，我们还需要修改glDrawArray和CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES宏，如下所示：

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//注意3个顶点，变成了6个顶点，这里一定要改成6，否则OpenGL只会画3个顶点      glDrawArrays ( GL_TRIANGLES , 0 , 6 ) ;      glBindVertexArray ( 0 ) ; //这里的6是可选的，改成6可以更好地与cocos2d-x引擎融合      CC_INCREMENT_GL_DRAWN_BATCHES_AND_VERTICES ( 1 , 6 ) ; < br / >

此时，运行程序，你会发现只有一个三角形。那是因为我们的顶点属性color只有3份，现在6个顶点了，所以也需要6份颜色数据。另外，为了显示好看，这里把6个颜色统一修改成绿色：

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float color [ ] = { 0 , 1 , 0 , 1 ,                          0 , 1 , 0 , 1 ,                          0 , 1 , 0 , 1 ,                          0 , 1 , 0 , 1 ,                          0 , 1 , 0 , 1 ,                          0 , 1 , 0 , 1 } ;

同时，记得把上一篇教程中设置的uniform u_color也重置一下：

1 2	float uColor [ ] = { 1.0 , 1.0 , 1.0 , 1.0 } ;      glUniform4fv ( uColorLocation , 1 , uColor ) ;

此时，编译并运行，你会得到一个纯绿色的四边形：

怎么样，画4边形不过如此吧，只需要多准备点数据就行啦。另外，注意一下三角形的顶点顺序。不过，细心的读者立马就会发现，我们的顶点数据里面有两个顶点是重复的。这其实是一种内存浪费。假设我们现在渲染一个复杂的模型，它可能包含几千个三角形，如果采用这种方式，那不知道要浪费多少内存。接下来，我们要介绍一种方法，使用索引数组来重用顶点数据。

使用VBO索引

推荐大家先看看VBO索引原理，相信大家看完之后应该知道怎么实现了。
1. 修改原始顶点数据
把vertercies修改为下面的样子:

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float vertercies [ ] =          { - 1 , - 1 ,          1 , - 1 ,          - 1 , 1 ,          1 , 1 } ;

从上面的顶点数据可以看出，这4个点刚好就是normalized device space的四个边界的顶点。

1. 指定2个三角形的索引
   我们需要为两个三角形指定索引数据，如下所示：
   
   1 2	GLubyte indices [ ] = { 0 , 1 , 2 ,    //第一个三角形索引                      2 , 3 , 1 } ; //第二个三角形索引

2. 创建索引缓冲区并绑定索引数据到缓冲区

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   GLuint indexVBO ; glGenBuffers ( 1 , &indexVBO ) ; glBindBuffer ( GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER , indexVBO ) ; glBufferData ( GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER , sizeof ( indices ) , indices , GL_STATIC_DRAW ) ;

   这里索引缓冲区与之前的GL_ARRAY_BUFFER的创建与使用方式是一样的。

3. 最后，我们把glDrawArray替换成glDrawElements

   1	glDrawElements ( GL_TRIANGLES , 6 , GL_UNSIGNED_BYTE , ( GLvoid * ) 0 ) ;

• 第一个参数：指定绘制基本图元的类型，这里我们指定的是三角形
• 第二个参数：需要绘制的元素个数，即索引的数量，我们一共是6个索引
• 第三个参数：指定索引数据的类型，注意必须是 GL_UNSIGNED_BYTE和GL_UNSIGNED_SHORT中的一个。推荐用GL_UNSIGNED_BYTE。
• 第四4个参数：指定开始绘制的第一个索引数据在缓冲区的偏移。

此时，编译并运行，我们还是得到了和之前一样的四边形。

改进顶点数据结构

现在顶点属性包含位置(position)和颜色(color)，将来还会有法线（normal），纹理坐标（texture coordinate）等数据。如果每一种类型的顶点数据都分开来存放，一来不利于管理，二来也会产生内存碎片。

在本小节中，我将向大家介绍如何使用一个结构体来封装这些数据。这也是cocos2d-x里面所用的方法，比如一个Quard的定义如下：

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struct V3F_C4B_T2F {      //! vertices (3F)      Vec3     vertices ;              // 12 bytes      //! colors (4B)      Color4B       colors ;                // 4 bytes      // tex coords (2F)      Tex2F         texCoords ;            // 8 bytes } ;

仿照上面的结构体，我们也定义一个结构体Vertex，用来表示顶点的数据，目前它里面包含位置和颜色:

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typedef struct {          float Position [ 2 ] ;          float Color [ 4 ] ;      } Vertex ;

下面是我们的顶点数据定义：

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Vertex data [ ] =      {          { { - 1 , - 1 } , { 0 , 1 , 0 , 1 } } ,          { { 1 , - 1 } , { 0 , 1 , 0 , 1 } } ,          { { - 1 , 1 } , { 0 , 1 , 0 , 1 } } ,          { { 1 , 1 } , { 0 , 1 , 0 , 1 } }      } ;

注意，我们画四边形需要4个顶点，所以，需要四份Vertex数据。接下来，我们指定Vertex Shader如何读取这些属性:

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glVertexAttribPointer ( positionLocation ,                            2 ,                            GL_FLOAT ,                            GL_FALSE ,                            sizeof ( Vertex ) ,                            ( GLvoid * ) offsetof ( Vertex , Position ) ) ;      //set for color //    glGenBuffers(1, &colorVBO); //    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, colorVBO); //    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(data), data, GL_STATIC_DRAW);      GLuint colorLocation = glGetAttribLocation ( program -> getProgram ( ) , "a_color" ) ;      glEnableVertexAttribArray ( colorLocation ) ;      glVertexAttribPointer ( colorLocation ,                            4 ,                            GL_FLOAT ,                            GL_FALSE ,                            sizeof ( Vertex ) ,                            ( GLvoid * ) offsetof ( Vertex , Color ) ) ;

这里，我们需要指定glVertexAttribPointer的第5个参数和第6个参数。

下图告诉我们Vertex Shader是如何读取属性的：

注意，我们这里把colorVBO的生成和绑定代码注释掉了，因为已经不需要了。
编译并运行，这时候你还是会看到一个绿色的四边形。

结语

从本例中可以看到，VBO可以一次性传递所有的顶点数据给vertex shader（目前是position和color，以后还有法线和纹理坐标），然后使用glVertexAttribPointer按一定的规则去取数据就行了。至于几何图元如何组装，可以交给索引VBO去解决，最后调用glDrawElements来完成实际的绘制。

另外如果我们只想画纯色的四边形，那么建议不要使用attribute，直接使用uniform并把该uniform的值传给gl_FragColor就行了。这个就留给读者自行去实验啦。

本教程源码下载地址