关于GL_ARB_vertex_buffer_object扩展

 

                                                                                                                               张秋枫

关于GL_ARB_vertex_buffer_object扩展

GL_ARB_vertex_buffer_object，一般简称为VBO，这是OpenGL里的一个千呼万唤始出来的扩展，它可以根据实际情况决定把顶点数据放到显存、AGP内存或系统内存中。 　　没有这个扩展的时候，偶们用vertex array时，用glVertexPointer / glNormalPointer 来指定顶点数据，这时顶点数据是放在系统内存中的，每次渲染时，都要把数据从系统内存拷贝到显存，消耗不少时间。 　　实际上很多拷贝都是不必要的，比如静态对象的顶点数据是不变的，如果能把它们放到显存里面，那么每次渲染时都不需要拷贝操作，可以节约不少时间。 　　另外现在的显卡大多数是AGP的，系统会在系统内存中开辟一块区域作为AGP内存，显卡可以通过DMA来直接访问AGP内存，把数据传到显卡，速度很快，并且在传数据时不需要CPU干涉，显卡可以和CPU并行运算。我们可以把一些动态对象的顶点数据放在AGP内存中，更新对象顶点数据后能利用AGP的快速传输能力，把数据传到显卡，这样比从系统内存传到显存要快。 　　GL_ARB_vertex_buffer_object的使用很简单，和纹理的用法有点相近，下面几个函数和纹理的函数很相近： 　　值得注意的是glBufferDataARB的最后一个参数usage，它有如下取值：   glBindBufferARB glDeleteBuffersARB glGenBuffersARB glIsBufferARB glBufferDataARB glBufferSubDataARB glGetBufferSubDataARB   GL_STREAM_DRAW_ARB GL_STREAM_READ_ARB GL_STREAM_COPY_ARB GL_STATIC_DRAW_ARB GL_STATIC_READ_ARB GL_STATIC_COPY_ARB GL_DYNAMIC_DRAW_ARB GL_DYNAMIC_READ_ARB GL_DYNAMIC_COPY_ARB 其中： STREAM表示只赋一次值，只用一次或很少的几次，这部种数据很可能放在系统内存中 STATIC表示只赋一次值，重复使用很多次，这种数据很可能放在显存中 DYNAMIC表示多次赋值，重复使用，这种数据很可能放在AGP内存中   DRAW 表示赋给buffer object的数据来自用户程序，buffer object作为绘制函数的数据源 COPY 表示赋给buffer object的数据来自OpenGL，buffer object作为绘制函数的数据源 READ 表示赋给buffer object的数据来自OpenGL，buffer object作为用户程序的数据源 　　目前只有DRAW有意义。 　　驱动程序会以usage为参考，根据多种条件决定是把数据放在显存、AGP内存还是系统内存中。比如如果还有足够的空余显存，usage指定为GL_STATIC_DRAW_ARB时，数据会被放在显存中，而如果空间不够，就会被放到AGP或系统内存中。       　　我们要修改一个buffer object的数据有两种办法， 一种是通过glBufferDataARB/glBufferSubDataARB函数指定数据 另一种是通过glMapBufferARB获得修改数据的指针，通过指针修改数据，修改完成后通过glUnmapBufferARB来提交数据 　　我们来看一个例子，在这个例子里面，index数据是不变的，而顶点和颜色则是动态的： Vertex arrays using a mapped buffer object for array data and an unmapped buffer object for indices: // Create system memory buffer for indices indexdata = malloc(400); // Fill system memory buffer with 100 indices ... // GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB 　 // Define arrays (and create buffer object in first pass) BindBufferARB(ARRAY_BUFFER_ARB, 1); // vertex array、color array放在一个VBO中 VertexPointer(4, FLOAT, 0, BUFFER_OFFSET(0)); ColorPointer(4, UNSIGNED_BYTE, 0, BUFFER_OFFSET(256)); BindBufferARB(ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, 2); // 绑定index // Enable arrays EnableClientState(VERTEX_ARRAY); EnableClientState(COLOR_ARRAY); // Initialize data store of buffer object BufferDataARB(ARRAY_BUFFER_ARB, 320, NULL, STREAM_DRAW_ARB); // Map the buffer object float *p = MapBufferARB(ARRAY_BUFFER_ARB, WRITE_ONLY); // 用指针p修改顶点和颜色数据 // Compute and store data in mapped buffer object ... // Unmap buffer object and draw arrays if (UnmapBufferARB(ARRAY_BUFFER_ARB)) { DrawElements(TRIANGLE_STRIP, 100, UNSIGNED_INT, BUFFER_OFFSET(0)); } // Disable arrays DisableClientState(VERTEX_ARRAY); DisableClientState(COLOR_ARRAY); // Other rendering commands ... } // Delete buffer objects int buffers[2] = {1, 2}; DeleteBuffersARB(1, buffers);   演示程序（vbo.zip，40.8KB） 　　程序是针对32M显存的，程序中一个buffer object大概占1M字节，如果是更大的显存，可以把MAX_BUFFER改大。    GL_ARB_vertex_buffer_object扩展规范 　　只要机器支持VBO，就尽量使用它，因为就算使用VBO在有些情况下（比如显存、AGP内存空间不够时，数据放在系统内存中）速度不会提升，也不会比原来的vertex array慢。而一旦数据放在显存、AGP内存中，性能将会得到很大的提升。偶试了下，在填充率不是瓶颈时，使用VBO比不使用VBO的帧数要快一倍。为index buffer专用 // 其它的vertex/normal/color等应该使用GL_ARRAY_BUFFER_ARB // Create index buffer object BindBufferARB(ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, 2); // 为buffer object分配空间，并把数据拷贝到新空间。 // 因为index是不变的，所以应该放到显存里面去，这里指定STATIC_DRAW_ARB，可能是显存 BufferDataARB(ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, 400, indexdata, STATIC_DRAW_ARB); // Free system memory buffer // 已经创建了buffer object，并把数据拷贝过去，所以indexdata没必要再存在 free(indexdata); // Frame rendering loop while (...) {