Основы VBO в OpenGL. Часть шестая, VAO.

1. Часть первая, первый квадрат
2. Часть вторая, добавляем атрибуты
3. Часть третья, индексный буфер
4. Часть четвертая, динамика
5. Часть пятая, дополнительные возможности
6. Часть шестая, VAO
7. Ссылки по теме

В предыдущих уроках я уже упоминал о такой технологии как VAO, позволяющей волшебным образом сократить количество биндов буферов VBO, упростив эту процедуру и сделав код быстрее, давайте теперь подробно разберем что это за зверь и с чем его едят.

В OpenGL 2.1, в далеком 2008 году, появилось расширение ARB_vertex_array_object, которое и ввело понятие VAO, расшифровываемое как Vertex Array Object (массив вершинных объектов).
Чтоб понять для чего он нужен - рассмотрим пример из предыдущего урока:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Procedure VBODraw(Count:integer); Begin glEnableClientState( GL_VERTEX_ARRAY ); glEnableClientState( GL_COLOR_ARRAY ); glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, cId ); glColorPointer( 3, GL_UNSIGNED_BYTE, 0, nil ); glEnableClientState( GL_NORMAL_ARRAY ); glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, nId ); glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, nil ); glEnableClientState( GL_TEXTURE_COORD_ARRAY ); glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, tId ); glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, nil ); glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, vId ); glVertexPointer( 3, GL_FLOAT, 0, nil ); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, iId); glDrawElements(GL_TRIANGLES, Count, GL_UNSIGNED_BYTE, nil); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0); glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, 0 ); glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY); glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY); glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY); glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); End;

Итого, нам потребовалось выполнить целых 20 команд, чтоб нарисовать какой-то квадрат. Если мы захотим использовать еще несколько вершинных атрибутов, то код еще более разрастется. Проблема в том, что каждый бинд буфера или активация клиентского стэйта требует некоторого времени. При выводе одного квадрата это не имеет значение, но если вы попытаетесь вывести тысячу таких квадратов, то падение производительности будет уже очень существенным. В предыдущей статье мы эту проблему решали за счет упаковки нескольких атрибутов в один буфер, но такой подход не всегда удобен. Вот тут нам на помощь и приходит VAO, позволяющий, по аналогии с дисплейным списком, всю эту процедуру инициализации буфера скомпилировать в один массив.
На практике это реализуется таким образом:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

function GenVAO: cardinal; begin glGenVertexArrays(1, @Result); glBindVertexArray(Result); glEnableClientState( GL_VERTEX_ARRAY ); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vId ); glVertexPointer( 3, GL_FLOAT, 0, nil ); glEnableClientState( GL_COLOR_ARRAY ); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, cId ); glColorPointer( 3, GL_UNSIGNED_BYTE, 0, nil ); glEnableClientState( GL_NORMAL_ARRAY ); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, nId ); glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, nil ); glEnableClientState( GL_TEXTURE_COORD_ARRAY ); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, tId ); glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, nil ); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, iId); glBindVertexArray(0); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0); end;

Как видите, весь код, расположенный до "glDrawElements" мы оформили в виде отдельной процедуры, в начале которой стоит пару новых команд:
    glGenVertexArrays(1, @Result);
    glBindVertexArray(Result);
Команда  glGenVertexArrays, по аналогии с "glGenBuffers", генерирует указатель для нового буфера VAO, команда glBindVertexArray делает этот массив активным. Все последующие операции, вплоть до glBindVertexArray(0) (строка 24), будут скомпилированы в этот массив. Генерацию этого массива необходимо производить уже после того как буферы VBO будут проинициализированы. Так же перед генерацией VAO есть смысл проверить поддержку этого расширения:
  if (GL_ARB_vertex_array_object) then vao:=GenVAO;
Это исключит проблемы со старым железом.

Теперь процедура рисования упростится до безобразия:

1 2 3 4 5 6

Procedure VBODraw(Count: integer); Begin glBindVertexArray(vao); glDrawElements(GL_TRIANGLES, Count, GL_UNSIGNED_BYTE, nil); glBindVertexArray(0); End;

Думаю данный код не нуждается в комментариях.

После завершения работы объект vao нужно удалить, делается это по аналогии с вершинными буферами, но командой glDeleteVertexArrays:
  glDeleteVertexArrays(1,@vao);


Бинарник с исходными кодами проекта можно взять здесь: Demo9

Ну и в завершение, привожу из спецификации полный список состояний ОГЛ, устанавливаемых при биндинге VAO (или, другими словами, что можно туда запихнуть):

Table 6.6. Vertex Array Data

Table 6.7. Vertex Array Data (cont.)

Table 6.8. Vertex Array Data (cont.)