OpenGL学习（一）VAO,VBO,EBO

下面，你会看到一个图形渲染管线的每个阶段的抽象展示。要注意蓝色部分代表的是我们可以注入自定义的着色器的部分。

渲染管线的东西我就不详细说了，首先我们在openGL绘制图形前，必须先输入一些顶点数据（在OpenGL中我们必须输入NDC坐标，才能可见），然后我们会把它作为输入发送给图形渲染管线的第一个阶段：顶点着色器。它会在GPU创建内存用与储存这些数据，还要要配置OpenGL如何解释这些内存，并且指定其如何发送给显卡，然后顶点着色器就可以处理我们指定的数据了。
那么我们如何管理这个内存呢，这里引出这个顶点缓冲对象（Vertex Buffer Objects, VBO），它会在显存中储存大量顶点，然后一次性发送到显卡上，从CPU到GPU的过程相对较慢，所以我们要尽量一次性发送尽可能多的数据。
以下是在OpenGL中如何声明VBO和绑定顶点数据

//声明VBO
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
//把VBO绑定GL_ARRAY_BUFFER
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); 
//配置绑定VBO，将顶点数据复制到GL_ARRAY_BUFFER上
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

那么VAO是干嘛的呢？当我们把数据发送给顶点着色器时我们还要告诉OpenGL如何解析这些数据，一个顶点其实是多个3D坐标的数据的集合，这些集合就是我们的顶点属性，我们要告诉OpenGL这些集合分别都是那些数据，比如坐标，颜色。。
我们的顶点缓冲数据会被解析为下面这样子：
但是这里有一件很麻烦的事，实时的渲染物体导致我们会每次发送数据都要进行这一解析过程，如果顶点属性或渲染物体过多，就很麻烦，那么我们可以像VBO一样定义一个对象，用来储存这些配置，这就是顶点数组对象（Vertex Array Object, VAO）。
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。
以下是声明VAO和解释顶点数据

unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
// 绑定VAO
glBindVertexArray(VAO);
//要配置的顶点属性位置是在顶点着色器中确定的
//设置顶点属性指针  参数：指定要配置的顶点属性，属性大小，数据类型，是否标准化，步长（属性之间的间隔），与起始位置相比的偏移量（第一个数据也就是0）
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
//启用该顶点的顶点属性
glEnableVertexAttribArray(0);
// ..:: 绘制代码（渲染循环中） :: ..
//绘制物体
//执行着色器程序
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
//一些绘制函数
someOpenGLFunctionThatDrawsOurTriangle();

索引缓冲对象（Element Buffer Object，EBO，也叫Index Buffer Object，IBO）就比较好理解了，当我们画一个矩形时，我们可以绘制两个三角形来组成

可以看到，有几个顶点叠加了。我们指定了右下角和左上角两次！一个矩形只有4个而不是6个顶点，这样就产生50%的额外开销。当我们有包括上千个三角形的模型之后这个问题会更糟糕，这会产生一大堆浪费。更好的解决方案是只储存不同的顶点，并设定绘制这些顶点的顺序。这里就用到了EBO
和顶点缓冲对象一样，EBO也是一个缓冲，它专门储存索引，OpenGL调用这些顶点的索引来决定该绘制哪个顶点

float vertices[] = {0.5f, 0.5f, 0.0f,   // 右上角0.5f, -0.5f, 0.0f,  // 右下角-0.5f, -0.5f, 0.0f, // 左下角-0.5f, 0.5f, 0.0f   // 左上角
};unsigned int indices[] = { // 注意索引从0开始! 0, 1, 3, // 第一个三角形1, 2, 3  // 第二个三角形
};

当我们用索引的时候，我们可以只定义了4个顶点，而不是6个。使用EBO和VAO，VBO相似，下面直接给出完整代码

// ..:: 初始化代码 :: ..
// 1. 绑定顶点数组对象
glBindVertexArray(VAO);
// 2. 把我们的顶点数组复制到一个顶点缓冲中，供OpenGL使用
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 3. 复制我们的索引数组到一个索引缓冲中，供OpenGL使用
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
// 4. 设定顶点属性指针
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);// ..:: 绘制代码（渲染循环中） :: ..
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0)