OpenGLES demo - 10. DrawElements和VBO

原创文章，转载请注明链接 http://blog.csdn.net/hoytgm/article/details/37743861

之前我们在发出画三角形的命令的时候，用的是glDrawArrays，其实，OpenGLES里面还有一个也很常用的draw命令，叫做glDrawElements。这次我们讲讲怎么使用glDrawElements吧。

我们在调用glDrawArrays的时候，要先将组成我们模型的所有点按照顺序传给OpenGLES。试想一下，如果我们画一个正方形，它是由两个三角形构成，那么我们需要准备6个点，如果是一个立方体呢？我们需要24个点。但是实际上，正方形由4个点组成，所以用glDrawArrays的话，有两个点是重复的。而立方体实际上只需要8个点就够了，剩下16个点都是重复的。有没有一个方法，让我们画一个正方形只需要准备4个点，画立方体只需要8个点呢？OpenGLES早就想到了，这就是glDrawElements。

但是glDrawElements比glDrawArrays多了一个参数需要指定，那就是index。什么是index呢，就是用一个数组去指定画的顶点顺序。比如，如果我们画一个正方形，我们有一个顶点数组[a, b, c, d]，那么构成正方形的两个三角形的顶点是[a, b, c]和[b, c, d]，那么这个index就是[0, 1, 2, 1, 2, 3]。我们用代码来演示一下吧。

当需要画一个正方形的时候，这是之前用glDrawArrays时需要使用的顶点数组

    static float cube[] =
    {
        -0.5f,  -0.5f,  0.0f,  1.0f,
        0.5f,   -0.5f,  0.0f,  1.0f,
        -0.5f,  0.5f,   0.0f,  1.0f,
        
        0.5f,   -0.5f,  0.0f,  1.0f,
        -0.5f,  0.5f,   0.0f,  1.0f,
        0.5f,   0.5f,   0.0f,  1.0f,
    };

如果我们需要使用glDrawElements的话，顶点就可以缩减到4个啦

    static float cube[] =
    {
        -0.5f,  -0.5f,  0.0f,  1.0f,
        0.5f,   -0.5f,  0.0f,  1.0f,
        -0.5f,  0.5f,   0.0f,  1.0f,
        0.5f,   0.5f,   0.0f,  1.0f,
    };

同时，还需要指定一个index数组

    static unsigned short indices[] =
    {
        0, 1, 2, 1, 2, 3
    };

然后，我们就可以用glDrawElements来代替glDrawArrays了

    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, indices);

我们讲解一下glDrawElements和glDrawArrays的参数区别吧。glDrawArrays的三个参数，第一个是三角形的类型，第二个是从顶点数组中起始的顶点，第三个是结束的顶点。这样的话，glDrawArrays就可以不用将顶点数组中所有的点都画。再看看上面的glDrawElements的参数，第一个是三角形的类型，第二个是要画多少个顶点，第三个是指明index数组的数据类型，第四个就是index数组的指针。所以从第二个参数这里可以看出，我们画的时候必须从index数组的第0个元素开始画，但是可以不一定画完整个index数组。还有一点必须注意，第三个参数，在OpenGLES 2.0版本中(截至目前，OpenGLES已经推出了3.1，但是游戏和应用还不多，所以我们目前还是主要用2.0)，只支持GL_UNSIGNED_BYTE和GL_UNSIGNED_SHORT，也就是说，index数组的长度不限，但是每个元素不能超过2的16次方。

讲到这里，如果看了代码会发现，不管是顶点数组还是index数组，我们都是放在Render()函数里面，并且指定了是static变量。为什么？因为这个是放在用户端的数据，并没有将整个数据全部交给OpenGLES管理，所以，当OpenGLES用这些数据的时候，如果不指定是static，有可能数据就被销毁了，那么就会画不出来东西。因为如果是用户端的数据，OpenGLES用的时候，并不知道所给的指针是否合法，是否包含有效数据，如果我们不指定是static，那么局部变量在用的时候很可能被释放了。当然，我试过了，在IOS设备上面没这个问题，同样在ARM公司的Mali系列GPU上面也可以使用局部变量。

那么怎么把数据交给OpenGLES管理(其实就是放在显存)，而不是放在用户端呢？放在用户端的数据有个弊端，就是显卡每次使用的时候，都要重新从用户端拷贝一次，这样会很影响性能，特别是数据量很大的时候。说个额外的话题，之前我也好奇为什么用局部变量作为顶点数据，Mali居然没有画错，我用大量数据来做了测试，发现Mali并没有影响性能，很有可能它们的驱动只对数据拷贝了一次，以后用的时候都没有拷贝动作，不过应该是对这段数据做了检查，以防被中途改变过。因为我每次画的时候随机改一个值，性能马上就降下来了。不过，我还没在IOS上面做过这些测试，以后再说吧。

扯远了，既然用户端的数据会影响性能，那么我们下面要讲的Vertex Buffer和Index Buffer就是把数据全部放在显存使用。其实不管Vertex Buffer还是Index Buffer，在OpenGLES 2.0中都是指的是Buffer，只不过传递数据的时候指定一下用途。先创建两个GLuint型的数据，相当于Buffer的句柄

#define VERTEX  0
#define INDEX   1
GLuint buffers[2] = {0};

然后创建两个buffer

    glGenBuffers(2, buffers);

首先，我们先绑定一个buffer，指定buffer的用途为Vertex Buffer

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffers[VERTEX]);

接下来创建4个顶点，也就是一个正方形，然后讲数据传递到刚才的Vertex Buffer里面

    float cube[] =
    {
        -0.5f,  -0.5f,  0.0f,  1.0f,
        0.5f,   -0.5f,  0.0f,  1.0f,
        -0.5f,  0.5f,   0.0f,  1.0f,
        0.5f,   0.5f,   0.0f,  1.0f,
    };
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(cube), cube, GL_STATIC_DRAW);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

最后一句的意思是我们绑定到一个句柄为0的buffer上面，其实相当于结束绑定。

对于Index Buffer，我们采用同样的方法，但是函数的第一个参数变为GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER

    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, buffers[INDEX]);
    static unsigned short indices[] =
    {
        0, 1, 2, 1, 2, 3
    };
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);

这样，就把Vertex Buffer和Index Buffer初始化好了，在用的时候，我们首先要先再绑定两个buffer

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffers[VERTEX]);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, buffers[INDEX]);

之前传递数据给Shader的时候，我们是传递了数据的指针，但是我们一旦绑定了Buffer，那么最后一个参数就不再是指针，而是数据的偏移，在这里我们无需偏移，所以就传递0就可以了

    glVertexAttribPointer(aLocPos, 4, GL_FLOAT, 0, 0, 0);

再调用glDrawElements的时候，最后一个参数是index数组的指针，但是我们现在绑定了Index Buffer，最后一个参数也只是偏移了，同样，我们没有偏移，所以也传递0就可以了

    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, 0);

看，我们要的正方形出来了

代码已上传，地址http://download.csdn.net/detail/hoytgm/7634443