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发布日期: 2022-08-10

绘制基本图形

图形绘制流程顶点数据--> 顶点着色器-->图元装配-->几何着色器-->光栅化-->-->测试和混合 glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE) 线框模式，GL_FILL 默认模式

重点解释

VBO ,顶点缓冲对象：Vertex Buffer Object > 顶点缓冲对象(Vertex Buffer Objects, VBO)管理这个内存，它会在GPU内存（通常被称为显存）中储存大量顶点。 > 使用这些缓冲对象的好处是我们可以一次性的发送一大批数据到显卡上，而不是每个顶点发送一次。 > 从CPU把数据发送到显卡相对较慢，所以只要可能我们都要尝试尽量一次性发送尽可能多的数据。 > 当数据发送至显卡的内存中后，顶点着色器几乎能立即访问顶点，这是个非常快的过程。
VAO ,顶点数组对象：Vertex Array Object > 顶点数组对象(Vertex Array Object, VAO)可以像顶点缓冲对象那样被绑定，任何随后的顶点属性调用都会储存在这个VAO中。 > 这样的好处就是，当配置顶点属性指针时，你只需要将那些调用执行一次，之后再绘制物体的时候只需要绑定相应的VAO就行了。 > 这使在不同顶点数据和属性配置之间切换变得非常简单，只需要绑定不同的VAO就行了。刚刚设置的所有状态都将存储在VAO中
IBO ,索引缓冲对象：Element Buffer Object，EBO或Index Buffer Object

VAO & VBO &IBO

OpenGL在画画的时候，要用到很多的信息，如顶点的坐标、纹理、颜色等等.... 假如一个顶点包含了坐标和颜色的信息，那么这个顶点处的数据格式可能如下：x, y, z, r, g, b这些值会被存储在一个叫VBO (vertex buffer object)的地方。因而，可以把VBO理解成一个数据区域，这里面存放了渲染所需要的一切信息。但需要注意的是，数据在VBO里面的时候，OpenGL是并不知道这里面的每个数据所代表的具体含义的，只是一堆数值罢了。这时候，VAO(vertex array object)就派上用场了。VAO指定了读取VBO的方式~~假如VBO里面现在存放了如下的内容：x0, y0, z0, r0, g0, b0x1, y1, z1, r1, g1, b1x2, y2, z2, r2, g2, b2VAO可以定义一种格式说，我每次只取VBO里面的x,y,z的值；也可以定义一种格式说，每次只取VBO里面的r,g,b的值。这样我们就可以在渲染的时候，绑定不同的VAO，实现按照不同的格式将VBO里面的东西渲染出来~通过定义VBO里面数据存放的方式、VAO的格式以及合适的GLSL 语言，就能够灵活地画出我们所需要的各种图形。也就是说，VAO相当于数组地址,VBO、IBO相当于数据元素 1. 绑定VAO glBindVertexArray(VAO); 2. 绑定VBO glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); 1. 复制数据到VBO glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW); 2. 设置顶点属性的结构 glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, /单位步长/GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0); 3. 设置顶点属性在VAO中的位置 glEnableVertexAttribArray(0); 3. 结束此当前顶点属性的绑定 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); 4. 结束VAO绑定 glBindVertexArray(0); 5. 至此VAO包含了VBO顶点属性数据和顶点属性结构的数据。使用时只需要使用切换绑定VAO即可。如下

glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

顶点Shader

//简单输出顶点位置 xyz,w =1
#version 330 core\n
layout (location = 0) in vec3 aPos;
void main()
{
   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);
}

片元Shader

//简单输出 (1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f)的颜色。
#version 330 core
out vec4 FragColor;
void main()
{
   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);
}

编译链接ShaderProgram

//1顶点Shaderid，片元Shaderid。
unsigned int vertexShader, fragmentShader;
//1.1 创建一个顶点ShaderID
vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
//1.1 加载并编译顶点Shader
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, nullptr);
glCompileShader(vertexShader);
//1.2 检查编译状态
int success;
char infoLog[512];
//1.3 检查顶点vertexShader的编译状态
glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if (!success)
{
    //1.4 编译失败，获取错误信息。
    glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, nullptr, infoLog);
    std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
//同理编译片元Shader .....
// 
// Shader程序。。。 顶点 + 片元
unsigned int shaderProgram;
shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
//检查Link状态
glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
if (!success) {
    glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
    std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINK_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
// Shader程序成功，使用Shader程序，此时顶点和片元Shader没用删除掉
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);

准备顶点数据

// id,
unsigned int VAO, VBO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
//赋值buffer 数据
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, /*单位步长*/GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
//解除绑定
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);

绘制三角形

    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glUseProgram(shaderProgram);
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

完整代码

    #include <iostream>
    //先后顺序
    #include "glad/glad.h"
    #include "GLFW/glfw3.h"
    using namespace std;
    const int wWidth = 800, wHeight = 600;
    const char* wName = "LearnOpenGL";
    /***************
          *
    *           *
    ****************/
    float vertices[]{
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,
         0.5f, -0.5f, 0.0f,
         0.0f,  0.5f, 0.0f
    };
    const char* vertexShaderSource =  "#version 330 core\n"
        "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
        "}\0";
    const char* fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
        "out vec4 FragColor;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
        "}\n\0";
    void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
    {
        glViewport(0, 0, width, height);
    }
    void processInput(GLFWwindow *window)
    {
        if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
            glfwSetWindowShouldClose(window, true);
    }
    int main(const int argc, const char*argv[])
    {
        //1. 初始化
        if (glfwInit() == GLFW_FALSE)
        {
            cout << "init glfw fail";
            return 1;
        }
        //2. 基本设置
        glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
        glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
        glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    #if __APPLE__
        glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GLFW_TRUE);
    #endif
        //3. 创建窗口
        GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(wWidth, wHeight, wName, nullptr, nullptr);
        if (window == nullptr)
        {
            cout << "Failed to create GLFW window";
            goto TERMINATE;
            //return 1;
        }
        //4. 当前主线程上下文窗口
        glfwMakeContextCurrent(window);
        //5. 使用glad管理OpenGL指针。
        if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
        {
            std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
            goto TERMINATE;
            //return 1;
        }
        //6. 设置视口
        glViewport(0, 0, wWidth, wHeight);
        //7. 设置resize回调，对应刷新视口
        glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
        //**********************
        unsigned int vertexShader;
        vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
        glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, nullptr);
        glCompileShader(vertexShader);          
        int success;
        char infoLog[512];
        glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
        if (!success)
        {
            glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, nullptr, infoLog);
            std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
        }
        unsigned int fragmentShader;
        fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
        glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
        glCompileShader(fragmentShader);
        glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
        if (!success)
        {
            glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, nullptr, infoLog);
            std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
        }
        unsigned int shaderProgram;
        shaderProgram = glCreateProgram();
        glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
        glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
        glLinkProgram(shaderProgram);
        glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
        if (!success) {
            glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
            std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINK_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
        }
        glDeleteShader(vertexShader);
        glDeleteShader(fragmentShader);
        // id,
        unsigned int VAO, VBO;
        glGenVertexArrays(1, &VAO);
        glBindVertexArray(VAO);
        glGenBuffers(1, &VBO);
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
        //赋值buffer 数据
        glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
        glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, /*单位步长*/GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
        glEnableVertexAttribArray(0);
        //解除绑定
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
        glBindVertexArray(0);
        //**********************
        //8. 设置就绪，准备进入渲染的循环。
        while (!glfwWindowShouldClose(window))
        {
            //8.0 处理用户输入
            processInput(window);
            //*************  render
            glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
            glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
            glUseProgram(shaderProgram);
            glBindVertexArray(VAO);
            glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
            //*************
            //8.1 交换颜色缓冲,（OpenGL双缓冲）
            glfwSwapBuffers(window);
            //8.2 事件派发
            glfwPollEvents();
        }
    TERMINATE:
        glfwTerminate();
        return 0;
    }

Yonggang Long

https://one2world.github.io/2022/08/10/opengl/01-ji-chu-bu-fen/2.san-jiao-xing-hui-zhi/

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2022-08-10 Yonggang Long

绘制基本图形

重点解释

VAO & VBO &IBO

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