游戏引擎从零开始：抽象封装VertexArray，告别OpenGL直接调用！

2022-12-24 00:07:19

Vertex Array Object：优化 OpenGL 应用程序的宝贵工具

一、VertexArray 是什么？

VertexArray Object (VAO) 是一种 OpenGL 对象，用于存储顶点属性指针和顶点缓冲对象 (VBO) 的引用。它充当了顶点数据的容器，在渲染对象时无需重复绑定 VBO 和设置属性指针。只需要绑定 VAO，就可以将顶点数据有效地发送到图形流水线。

二、为什么要抽象封装 VertexArray？

对 VertexArray 进行抽象封装，可以将应用程序中对 OpenGL 的直接调用转移到渲染器层，带来诸多优势：

代码的可读性： 通过抽象封装，应用程序不必直接调用 OpenGL API，而是通过更高级别的接口操作 VAO。这显著提高了代码的可读性和可维护性。
性能提升： 抽象封装减少了应用程序与驱动程序之间的通信次数，从而提升了性能。
灵活性： 抽象封装简化了切换不同渲染器的流程。如果应用程序需要从 OpenGL 切换到 DirectX，只需要修改渲染器层，而无需修改应用程序本身。

三、如何抽象封装 VertexArray？

抽象封装 VertexArray 有多种方法，我们推荐以下简单有效的步骤：

在渲染器层定义一个 VertexArray 类。
在 VertexArray 类中定义必要的成员变量和方法。
在应用程序中创建 VertexArray 对象，并将其绑定到渲染器。
在应用程序中设置 VAO 的顶点属性指针和 VBO 引用。
在应用程序中调用 glDrawArrays 或 glDrawElements 进行渲染。

四、VertexArray 的具体实现

class VertexArray {
public:
  VertexArray();
  ~VertexArray();

  void Bind();
  void Unbind();

  void SetVertexAttributePointer(GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* pointer);

  void SetIndexBuffer(GLuint indexBufferObject);

private:
  GLuint m_VertexArrayObject;
  GLuint m_IndexBufferObject;
};

VertexArray::VertexArray() {
  glGenVertexArrays(1, &m_VertexArrayObject);
}

VertexArray::~VertexArray() {
  glDeleteVertexArrays(1, &m_VertexArrayObject);
}

void VertexArray::Bind() {
  glBindVertexArray(m_VertexArrayObject);
}

void VertexArray::Unbind() {
  glBindVertexArray(0);
}

void VertexArray::SetVertexAttributePointer(GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid* pointer) {
  glBindVertexArray(m_VertexArrayObject);
  glVertexAttribPointer(index, size, type, normalized, stride, pointer);
}

void VertexArray::SetIndexBuffer(GLuint indexBufferObject) {
  glBindVertexArray(m_VertexArrayObject);
  glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBufferObject);
}