OpenGL学习21——数据操作

• OpenGL中的缓冲区，本质上讲，就是管理GPU上一块内存的一个对象，仅此而已。当我们将缓冲区绑定到指定的缓冲区目标（buffer target） 我们赋予缓冲区相应的意义。
• 我们使用glBufferData函数来分配一块GPU内存并将数据填充其中。但是如果我们传入NULL作为数据参数，那么我们只分配内存而没有填充数据，这样我们可以保留一块内存后续使用。
• 在OpenGL中，我们还可以不填充满整个缓冲区，而是使用glBufferSubData函数来填充缓冲区的指定区域。该函数参数包含一个缓冲区模板、一个偏移量、数据大小和实际数据。注意：调用该函数前应该先调用glBufferData函数分配足够的内存空间。

// 范围：[24, 24 + sizeof(data)]
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 24, sizeof(data), &data);

• 另一种在缓冲区填充数据的方法是调用glMapBuffer函数获取当前绑定缓冲区内存的指针，然后进行数据拷贝。

float data[] = {
    0.5f, 1.0f, -0.35f,
    [...]
};
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);
// 获取指针
void* ptr = glMapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, GL_WRITE_ONLY);
// 拷贝数据
memcpy(ptr, data, sizeof(data));
// 确保告诉OpenGL完成指针的使用
glUnmapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER);

1. 批处理顶点属性

• 前面我们使用glVertexAttribPointer函数指定顶点数组缓冲区中顶点属性的布局。该函数让我们将顶点的属性，位置、法向量和/或纹理坐标交叉设置到内存中，但我们也可以将每个属性的数据批量地填充到内存，而不是交叉排列。对于从文件分别读取顶点属性数据的情况，交叉排列需要花费一番功夫，而使用glBufferSubData函数的批处理将是一个更简单的解决方案。

float positions[] = { ... };
float normals[] = { ... };
float tex[] = { ... };
// 填充缓冲区
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 0, sizeof(position), &positions);
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(position), sizeof(normals), &normals);
glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(position) + sizeof(normals), sizeof(tex), &tex);

// 更新顶点属性指针以反应内存布局
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), 0);
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)(sizeof(positions)));
glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 2 * sizeof(float), (void*)(sizeof(positions) + sizeof(normals)));

2. 拷贝缓冲区

• 一旦我们将数据填充到缓冲区，我们可能需要将数据共享或是从一个缓冲区拷贝到另外一个缓冲区。这时，我们可以使用函数glCopyBufferSubData，其原型如下：

glCopyBufferSubData(
   GLenum readTarget,     // 源缓冲区目标，如VERTEX_ARRAY_BUFFER
   GLenum writeTarget,    // 目标缓冲区目标，如VERTEX_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
   GLintptr readoffset,
   GLintptr writeoffset,
   GLsizeiptr size
);

• 因为我们不能同时绑定两个相同类型的缓冲区目标，由于这个原因，OpenGL定义了另外两种缓冲区目标类型GL_COPY_READ_BUFFER和GL_COPY_WRITE_BUFFER。这样我们就可以根据需要将我们的缓冲区绑定到这些目标，然后使用glCopyBufferSubData完成数据拷贝。

glBindBuffer(GL_COPY_READ_BUFFER, vbo1);
glBindBuffer(GL_COPY_WRITE_BUFFER, vbo2);
glCopyBufferSubData(GL_COPY_READ_BUFFER, GL_COPY_WRITE_BUFFER, 0, 0, 8 * sizeof(float));

• 我们也可以只将目标缓冲区绑定到这些特殊目标，源缓冲区还是使用原来的缓冲区目标类型。

float vertexData[] = { ... };
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo1);
glBindBuffer(GL_COPY_WRITE_BUFFER, vbo2);
glCopyBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, GL_COPY_WRITE_BUFFER, 0, 0, 8 * sizeof(float));