Глава 15. Индексы и EBO – Element Buffer Object – Игра в Написание Игры

В наших последних примерах мы использовали примитив GL_TRIANGLE_STRIP для рисования прямоугольника как последовательного массива вершин. Но наиболее полезный и часто-используемый примитив – это все-же GL_TRIANGLES. Мы использовали его раньше для рисования треугольника как последовательности вершин. Для более сложных форм / поверхностей стандартный подход – это хранить вертексы в VBO безотносительно их порядка, а последовательность рисования держать отдельно как массив индексов (номеров вершин) в так называемых EBO (Element Buffer Object) или IBO (index Buffer Object, что вобщем-то одно и то же).

Windows

1. Запускаем VS, открываем C:\CPP\a998engine\p_windows\p_windows.sln.

Надо слегка поменять класс DrawJob.

2. Откроем DrawJob.h и заменим на:

#pragma once
#include "Material.h"
#include <vector>

struct AttribRef //attribute reference/description
{
	unsigned int glVBOid = 0; //buffer object id
	int offset = 0; //variable's offset inside of VBO's element
	int stride = 0; //Buffer's element size in bytes
};

class DrawJob
{
public:
	Material mt;
	int pointsN = 0; //N of points to draw
	unsigned int glVAOid = 0; //will hold data stream attributes mapping/positions
	unsigned int glEBOid = 0; //Element Buffer Object (vertex indices)

	//common attributes
	AttribRef aPos;
	AttribRef aTuv;

	//static arrays (vectors) of all loaded DrawJobs, VBO ids
	static std::vector<DrawJob*> drawJobs;
	static std::vector<unsigned int> buffersIds;
public:
	DrawJob();
	virtual ~DrawJob(); //destructor
	static int cleanUp();
	static int newBufferId();
	int buildVAO() { return buildVAOforShader(this, mt.shaderN); };
	static int buildVAOforShader(DrawJob* pDJ, int shaderN);
	static int attachAttribute(int varLocationInShader, int attributeSizeInFloats, AttribRef* pAttribRef);

	int execute(float* uMVP, Material* pMt) { return executeDrawJob(this, uMVP, pMt); };
	static int executeDrawJob(DrawJob* pDJ, float* uMVP, Material* pMt);
};

Теперь у нас там есть переменная glEBOid.

В функции DrawJob::executeDrawJob(), если EBO представлен, мы будем использовать команду glDrawElements вместо glDrawArrays как было раньше. Мы продолжим изпользовать glDrawArrays для последовательных (НЕиндексированных) массивов вершин (как для GL_TRIANGLE_STRIP например).

В функции DrawJob::buildVAOforShader(), если EBO представлен, то он будет включен в VAO.

3. Откроем DrawJob.cpp и заменим код на:

#include "DrawJob.h"
#include "platform.h"
#include "utils.h"
#include "Shader.h"
#include "Texture.h"

//static arrays (vectors) of all loaded DrawJobs, VBO ids
std::vector<DrawJob*> DrawJob::drawJobs;
std::vector<unsigned int> DrawJob::buffersIds;

DrawJob::DrawJob() {
	drawJobs.push_back(this);
}
DrawJob::~DrawJob() {
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
	glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);
	if (glVAOid > 0)
		glDeleteVertexArrays(1, &glVAOid);
}
int DrawJob::newBufferId() {
	unsigned int bufferId;
	glGenBuffers(1, &bufferId);
	buffersIds.push_back(bufferId);
	return (int)bufferId;
}
unsigned int activeVBOid;
int DrawJob::buildVAOforShader(DrawJob* pDJ, int shaderN) {
	//delete VAO if exists already
	if (pDJ->glVAOid > 0) {
		glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
		glDeleteVertexArrays(1, &(pDJ->glVAOid));
	}
	glGenVertexArrays(1, &pDJ->glVAOid);
	glBindVertexArray(pDJ->glVAOid);

	//open shader descriptor to access variables locations
	Shader* pShader = Shader::shaders.at(pDJ->mt.shaderN);

	activeVBOid = 0;
	attachAttribute(pShader->l_aPos, 3, &pDJ->aPos);
	attachAttribute(pShader->l_aTuv, 2, &pDJ->aTuv);

	if (pDJ->glEBOid > 0)
		glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, pDJ->glEBOid);

	glBindVertexArray(0);
	glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
	return 1;
}

int DrawJob::attachAttribute(int varLocationInShader, int attributeSizeInFloats, AttribRef* pAR) {
	if (varLocationInShader < 0)
		return 0; //not used in this shader
	if (pAR->glVBOid == 0) {
		mylog("ERROR in DrawJob::attachAttribute, nk such attribute/VBO\n");
		return -1;
	}
	glEnableVertexAttribArray(varLocationInShader);
	if (activeVBOid != pAR->glVBOid) {
		activeVBOid = pAR->glVBOid;
		//attach input stream data
		glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, activeVBOid);
	}
	glVertexAttribPointer(varLocationInShader, attributeSizeInFloats, GL_FLOAT, GL_FALSE, pAR->stride, (void*)(long)pAR->offset);
	return 1;
}
int DrawJob::executeDrawJob(DrawJob* pDJ, float* uMVP, Material* pMt) {
	if (pMt == NULL)
		pMt = &(pDJ->mt);
	glBindVertexArray(pDJ->glVAOid);
	Shader* pShader = Shader::shaders.at(pMt->shaderN);
	glUseProgram(pShader->GLid);
	glUniformMatrix4fv(pShader->l_uMVP, 1, GL_FALSE, (const GLfloat*)uMVP);

	//attach textures
	if (pShader->l_uTex0 >= 0) {
		int textureId = Texture::getGLid(pMt->uTex0);
		//pass textureId to shader program
		glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // activate the texture unit first before binding texture
		glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureId);
		// Tell the texture uniform sampler to use this texture in the shader by binding to texture unit 0.    
		glUniform1i(pShader->l_uTex0, 0);
	}
	//other uniforms
	if (pShader->l_uColor >= 0) {
		//float uColor[4] = { 1.f, 0.f, 1.f, 1.f }; //R,G,B, alpha
		glUniform4fv(pShader->l_uColor, 1, pMt->uColor.forGL());
	}
	if (pDJ->glEBOid == 0) {
		glDrawArrays(pMt->primitiveType, 0, pDJ->pointsN);
	}
	else { //use EBO
		glDrawElements(pMt->primitiveType, pDJ->pointsN, GL_UNSIGNED_SHORT, 0);
	}
	glBindVertexArray(0);
	return 1;
}
int DrawJob::cleanUp() {
	int itemsN = drawJobs.size();
	//delete all drawJobs
	for (int i = 0; i < itemsN; i++) {
		DrawJob* pDJ = drawJobs.at(i);
		delete pDJ;
	}
	drawJobs.clear();
	//delete Buffers
	itemsN = buffersIds.size();
	//delete all buffers
	for (int i = 0; i < itemsN; i++) {
		unsigned int id = buffersIds.at(i);
		glDeleteBuffers(1, &id);
	}
	buffersIds.clear();

	return 1;
}

В TheGame.cpp добавлен массив frontIndices: 6 индексов для 2-х треугольников: North-West->South-West->South-East and NW->SE->NE.

В TheGame::getReady(), при создании DrawJob (с картинкой), мы сгенерируем EBO и поменяем pDJ->mt.primitiveType с GL_TRIANGLE_STRIP на GL_TRIANGLES.

Также надо поменять pDJ->pointsN с 4 (4 последовательные вершины) на 6 (2 индексированных треугольника).

4. Откроем TheGame.cpp и заменим код на:

#include "TheGame.h"
#include "platform.h"
#include "linmath.h"
#include "Texture.h"
#include "Shader.h"
#include "DrawJob.h"

extern std::string filesRoot;

//static array (vector) for loaded gameSubjs
std::vector<GameSubj*> TheGame::gameSubjs;

static const struct
{
    float x, y, z, tu, tv;
} frontVertices[4] =
{
    { -0.5f,  0.5f, 0.f, 0.f, 0.f }, //top-left
    { -0.5f, -0.5f, 0.f, 0.f, 1.f }, //bottom-left
    {  0.5f,  0.5f, 0.f, 1.f, 0.f }, //top-right
    {  0.5f, -0.5f, 0.f, 1.f, 1.f }  //bottom-right
};
GLushort frontIndices[6] = { 0,1,3, 0,3,2 };

int TheGame::getReady() {
    bExitGame = false;
    Shader::loadShaders();
    glEnable(GL_CULL_FACE);

    GameSubj* pGS = new GameSubj();
    gameSubjs.push_back(pGS);
    pGS->djStartN = DrawJob::drawJobs.size();

    pGS->name.assign("img1");
    //pGS->ownCoords.setPosition(-50, 50, 0);
    pGS->ownSpeed.setDegrees(1, 2, 3);
    pGS->scale[0] = 400;
    pGS->scale[1] = pGS->scale[0] / 2;

    //face DrawJob
    //build VBO
    unsigned int VBOid = DrawJob::newBufferId();
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBOid);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(frontVertices), frontVertices, GL_STATIC_DRAW);
    int stride = sizeof(float) * 5;
    //add DrawJob
    DrawJob* pDJ = new DrawJob();
    pDJ->pointsN = 6; //number of points (vertices or indices in case of EBO)
    //define material
    pDJ->mt.shaderN = Shader::spN_flat_tex;
    pDJ->mt.primitiveType = GL_TRIANGLES; //GL_TRIANGLE_STRIP;
    pDJ->mt.uTex0 = Texture::loadTexture(filesRoot + "/dt/sample_img.png");
    //attributes references
    AttribRef* pAR;
    pAR = &pDJ->aPos; pAR->offset = 0;                 pAR->glVBOid = VBOid; pAR->stride = stride;
    pAR = &pDJ->aTuv; pAR->offset = sizeof(float) * 3; pAR->glVBOid = VBOid; pAR->stride = stride;

    //build and attrach EBO
    pDJ->glEBOid = DrawJob::newBufferId();
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, pDJ->glEBOid);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(frontIndices), frontIndices, GL_STATIC_DRAW);

    //create and fill vertex attributes array (VAO)
    pDJ->buildVAO();
    pGS->djTotalN = DrawJob::drawJobs.size() - pGS->djStartN;

    return 1;
}
int TheGame::drawFrame() {
    myPollEvents();

    //glClearColor(0.0, 0.0, 0.5, 1.0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    mat4x4 mProjection, mMVP;
    mat4x4_ortho(mProjection, -(float)screenSize[0] / 2, (float)screenSize[0] / 2, -(float)screenSize[1] / 2, (float)screenSize[1] / 2, 200.f, -200.f);

    //scan subjects
    int subjsN = gameSubjs.size();
    for (int subjN = 0; subjN < subjsN; subjN++) {
        GameSubj* pGS = gameSubjs.at(subjN);
        //behavior - apply rotation speed
        pGS->moveSubj();
        //prepare subject for rendering
        pGS->buildModelMatrix(pGS);
        //build MVP matrix for given subject
        mat4x4_mul(mMVP, mProjection, pGS->ownModelMatrix);
        //render subject
        for (int i = 0; i < pGS->djTotalN; i++) {
            DrawJob* pDJ = DrawJob::drawJobs.at(pGS->djStartN + i);
            pDJ->execute((float*)mMVP, NULL);
        }
    }
    mySwapBuffers();
    return 1;
}
int TheGame::cleanUp() {
    Texture::cleanUp();
    Shader::cleanUp();
    DrawJob::cleanUp();
    return 1;
}
int TheGame::onScreenResize(int width, int height) {
    if (screenSize[0] == width && screenSize[1] == height)
        return 0;
    screenSize[0] = width;
    screenSize[1] = height;
    screenRatio = (float)width / (float)height;
    glViewport(0, 0, width, height);
    mylog(" screen size %d x %d\n", width, height);
    return 1;
}
int TheGame::run() {
    getReady();
    while (!bExitGame) {
        drawFrame();
    }
    cleanUp();
    return 1;
}

5. Компиляция и запуск (зеленая стрелка), картинка та же, а значит, переход с не-индексированного GL_TRIANGLE_STRIP на индексированный GL_TRIANGLES успешно состоялся.

Windows

Leave a Reply Cancel reply