速度是3D程序中最重要的指標，你必須限制繪制的多邊形的個數，或者提高顯卡繪制多邊形的效率。顯卡最近增加了一個新的擴展，叫做頂點緩存VS，它直接把頂點放置在顯卡中的高速緩存中，極大的增加了繪制速度。
在這個教程里，我們會加載一個高度圖，使用頂點數組高效的把網格數據發送到OpenGL里，并使用VBO擴展把頂點數據放入高效的顯存里。
現在讓我們開始吧，我們先來定義一些程序參數。
#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 // 如果定義將不使用VBO擴展
// 定義VBO擴展它們在glext.h頭文件中被定義#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 擴展函數的指針
PFNGLGENBUFFERSARBPROC glGenBuffersARB = NULL; // 創建緩存名稱
PFNGLBINDBUFFERARBPROC glBindBufferARB = NULL; // 綁定緩存
PFNGLBUFFERDATAARBPROC glBufferDataARB = NULL; // 綁定緩存數據
PFNGLDELETEBUFFERSARBPROC glDeleteBuffersARB = NULL; // 刪除緩存
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 // 紋理坐標類
{
public:
float u;
float v;
};
//網格類
class CMesh
{
public:
// 網格數據
int m_nVertexCount; // 頂點個數
CVert* m_pVertices; // 頂點數據的指針
CTexCoord* m_pTexCoords; // 頂點的紋理坐標
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; // 高度數據
public:
CMesh(); // 構造函數
~CMesh(); // 析構函數
// 載入高度圖
bool LoadHeightmap( char* szPath, float flHeightScale, float flResolution );
// 返回單個點的高度
float PtHeight( int nX, int nY );
// 創建頂點緩存對象
void BuildVBOs();
};
大部分代碼都很簡單，這里不多加解釋。
下面我們來定義一些全局變量：
bool g_fVBOSupported = false; // 是否支持頂點緩存對象
CMesh* g_pMesh = NULL; // 網格數據
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課的內容差不多,在這里不多加解釋了:
//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 );
// 加載圖像文件
m_pTextureImage = auxDIBImageLoad( szPath );
// 讀取頂點數據
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);
// 釋放紋理數據
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 ]; // 返回紅色分量
float flG = (float) m_pTextureImage->data[ nPos + 1 ]; // 返回綠色分量
float flB = (float) m_pTextureImage->data[ nPos + 2 ]; // 返回藍色分量
return ( 0.299f * flR + 0.587f * flG + 0.114f * flB ); // 計算亮度
}
下面的代碼把頂點數據綁定到頂點緩存，即把內存中的數據發送到顯存
void CMesh :: BuildVBOs(){ glGenBuffersARB( 1, &m_nVBOVertices ); // 創建一個頂點緩存，并把頂點數據綁定到緩存 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 ); // 創建一個紋理緩存，并把紋理數據綁定到緩存
glBindBufferARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, m_nVBOTexCoords );
glBufferDataARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, m_nVertexCount*2*sizeof(float), m_pTexCoords, GL_STATIC_DRAW_ARB );
// 刪除分配的內存
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。首先我將分配并載入紋理數據。接著檢測是否支持VBO擴展。如果支持我們將把函數指針和它對應的函數關聯起來，如果不支持將只返回數據。
//初始化
BOOL Initialize (GL_Window* window, Keys* keys)
{
g_window = window;
g_keys = keys;
// 載入紋理數據
g_pMesh = new CMesh();
if( !g_pMesh->LoadHeightmap( "terrain.bmp",
MESH_HEIGHTSCALE,
MESH_RESOLUTION ) )
{
MessageBox( NULL, "Error Loading Heightmap", "Error", MB_OK );
return false;
}
// 檢測是否支持VBO擴展
#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");
// 創建VBO對象
g_pMesh->BuildVBOs();
}
#else
g_fVBOSupported = false;
#endif
//設置OpenGL狀態
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展名稱
// 返回是否支持指定的擴展
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' )
return false;
// 返回擴展字符串
pszExtensions = glGetString( GL_EXTENSIONS );
// 在擴展字符串中搜索
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' )
//如果存在返回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 ();
// 顯示當前的幀率
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 ) // 是否支持VBO
strcat( szTitle, ", Using VBOs" );
else
strcat( szTitle, ", Not Using VBOs" );
SetWindowText( g_window->hWnd, szTitle ); // 設置窗口標題
}
g_nFrames++;
// 設置視口
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，紋理坐標數組
glEnableClientState( GL_VERTEX_ARRAY );
glEnableClientState( GL_TEXTURE_COORD_ARRAY );
為了使用VBO，你必須告訴OpenGL內存中的那部分需要加載到VBO中。所以第一步我們要起用頂點數組和紋理坐標數組。接著我們必須告訴OpenGL去把數據的指針設置到特定的地方，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，唯一的區別是當你需要把指針指向VBO緩存時，記得把數據指針設置NULL。
// 如果支持VBO擴展 if( g_fVBOSupported ) { glBindBufferARB( GL_ARRAY_BUFFER_ARB, g_pMesh->m_nVBOVertices ); glVertexPointer( 3, GL_FLOAT, 0, (char *) NULL ); // 設置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 ); // 設置頂點數組的指針為紋理坐標緩存 } // 不支持VBO擴展 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 );
最后,別忘了恢復到默認的OpenGL狀態.
glDisableClientState( GL_VERTEX_ARRAY ); glDisableClientState( GL_TEXTURE_COORD_ARRAY ); }
如果你想更多的了解VBO對象,我建議你讀一下SGI的擴展說明:
http://oss.sgi.com/projects/ogl-sample/registry
它會給你更多的信息
好了,那就是這次的課程,如果你發現任何問題,請聯系我.