OpenGL中的绘制命令

1.直接绘制命令

OpenGL中以Draw开头的绘制命令主要分成两大类，一类是从GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER缓存中获取绘制信息的函数，一类是不从其获得绘制信息的函数。注意GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER是用于存放顶点索引数组的缓存，可以见OpenGL4.3如何管理buffer中的数据的这篇文章。当从GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER得到绘制信息时，OpenGL将会利用此缓存内存储的索引序号来读取当前顶点数组的顶点。而非此类绘制则是按照指定的顺序来读取顶点。
不利用GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER的绘制函数：

函数原形：
void glDrawArrays(GLenum mode, GLint first, GLsizei count);
函数说明：从顶点数组中first个开头的顶点，绘制count个顶点，绘制原语由mode指出，通常有GL_TRIANGLES, GL_LINE_LOOP,
GL_LINES, GL_POINTS等等

利用GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER的绘制函数：

函数原形： void glDrawElements(GLenum mode, GLsizei count,GLenum type, const GLvoid *indices);
函数说明：mode指定绘制原语，与上函数类似，*indices应为一个数组，指出每个偏移地址，指出从GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER当前元素数组的哪个读取数组索引（这个才是顶点的编号），count表示读取多少个顶点，而type表示数组中的值用何种数据类型存储的，只可以为GL_UNSIGNED_BYTE,GL_UNSIGNED_SHORT, GL_UNSIGNED_INT。

2.间接绘制命令

间接命令绘制的缓存对象需要被存储于GL_DRAW_INDIRECT_BUFFER中。

函数原形：
void glDrawArraysIndirect(GLenum mode,const GLvoid *indirect);
函数说明：从 GL_DRAW_INDIRECT_BUFFER 中读取数据，indirect指出一个命令结构体地址的偏移量，OpenGL将会从间接绘制缓存中此偏移地址获取绘制指令的其余部分，并调用glDrawArraysInstanced()。

下面是偏移地址中绘制指令的结构体：

typedef struct DrawArraysIndirectCommand_t{GLuint count;GLuint primCount;GLuint first;GLuint baseInstance;} DrawArraysIndirectCommand;

DrawArraysIndirectCommand中的成员将会被解释为调用glDrawArraysInstanced()函数的参数，first及count将会被直接传递给函数，primCount是实例的数量，baseInstance是顶点实例的偏移地址。（后面还会说明）

函数原形：
void glDrawElementsIndirect(GLenum mode, GLenum type, const GLvoid * indirect);
函数说明：与glDrawElements基本相同，不同是从 GL_DRAW_INDIRECT_BUFFER 中读取数据，indirect指出一个命令结构体地址的偏移量，OpenGL将会从间接绘制缓存中此偏移地址获取绘制指令的剩余部分。

下面是偏移地址中绘制指令的结构体：

typedef struct DrawElementsIndirectCommand_t{GLuint count;GLuint primCount;GLuint firstIndex;GLuint baseVertex;GLuint baseInstance;} DrawElementsIndirectCommand;

3.多重绘制命令

多重绘制指令与此前的绘制指令类似，仅不同的是用数组来表示多个绘制指令的参数，下面仅说明一个多重绘制指令，其余的没有特殊的部分则不再多提：

函数原形：
void glMultiDrawArrays(GLenum mode, const GLint * first, const GLint * count, GLsizei primcount);
函数说明：*first，*count都是数组，primcount指出了所需执行的操作数量

下面给出了函数c语言的模拟代码：

void glMultiDrawArrays(GLenum mode,const GLint * first,const GLint * count,GLsizei primcount){    GLsizei i;    for (i = 0; i < primcount; i++)    {        glDrawArrays(mode, first[i], count[i]);    }}

红宝书给出了一个说明的例子，但不能完整运行，用于说明绘制指令：
例3.5 - 3.6：

//顶点数组static const GLfloat vertex_positions[] ={    -1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,    1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,    -1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,    -1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,};// 颜色数组static const GLfloat vertex_colors[] ={    1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,    1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,    1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,    0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};//索引数组static const GLushort vertex_indices[] ={    0, 1, 2};// 设置元素缓存GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER，注意用的vertex_indices填充的glGenBuffers(1, ebo);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]);glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex_indices), vertex_indices, GL_STATIC_DRAW);// 设置顶点缓存，将顶点和颜色都存放到了顶点缓存glGenVertexArrays(1, vao);glBindVertexArray(vao[0]);glGenBuffers(1, vbo);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0]);glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER,sizeof(vertex_positions) + sizeof(vertex_colors),NULL, GL_STATIC_DRAW);glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 0, sizeof(vertex_positions), vertex_positions);glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex_positions), sizeof(vertex_colors), vertex_colors);//利用多种方式绘制三角型 //平移 model_matrix = vmath::translation(-3.0f, 0.0f, -5.0f);//将平移信息传递给shaderglUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 4, GL_FALSE, model_matrix);//绘制第一个三角glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);// 利用索引数组绘制model_matrix = vmath::translation(-1.0f, 0.0f, -5.0f);glUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 4, GL_FALSE, model_matrix);glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL);// DrawElementsBaseVertexmodel_matrix = vmath::translation(1.0f, 0.0f, -5.0f);glUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 4, GL_FALSE, model_matrix);glDrawElementsBaseVertex(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL, 1);// DrawArraysInstancedmodel_matrix = vmath::translation(3.0f, 0.0f, -5.0f);glUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 4, GL_FALSE, model_matrix);glDrawArraysInstanced(GL_TRIANGLES, 0, 3, 1);

注意，书中给的代码是各种不能用阿，我费尽千辛万苦终于实现了书中的图：

下面先给出完整代码：

#include <iostream>#include "vgl.h"#include "LoadShaders.h"#include "vmath.h"using namespace std;GLint render_model_matrix_loc;GLint render_projection_matrix_loc;float aspect = 1.0;static const GLfloat vertex_positions[] ={    -1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,    1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,    -1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,    -1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f,};// 颜色数组static const GLfloat vertex_colors[] ={    1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,    1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f,    1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,    0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};//索引数组static const GLushort vertex_indices[] ={    0, 1, 2};    GLuint ebo[2];    GLuint vao[2];    GLuint vbo[2];void init(void){    // 设置元素缓存GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER，注意用的vertex_indices填充的    ShaderInfo shaders[] = {    { GL_VERTEX_SHADER, "triangles.vert" },    { GL_FRAGMENT_SHADER, "triangles.frag" },    { GL_NONE, NULL }    };    //例程中给的ShaderInfo竟然与自己定义的不兼容，为了方便起见，这里仍然调用了例1.1的shader相关文件    GLuint program = LoadShaders(shaders);    glUseProgram(program);    //寻找着色器中对应uniform数据的索引    render_model_matrix_loc = glGetUniformLocation(program, "model_matrix");    render_projection_matrix_loc = glGetUniformLocation(program, "projection_matrix");    //将索引数组绑定到GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER    glGenBuffers(1, ebo);    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]);    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex_indices), vertex_indices, GL_STATIC_DRAW);    // 设置顶点缓存，将顶点和颜色都存放到了顶点缓存    glGenVertexArrays(1, vao);    glBindVertexArray(vao[0]);    glGenBuffers(1, vbo);    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0]);    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex_positions) + sizeof(vertex_colors), NULL, GL_STATIC_DRAW);    glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 0, sizeof(vertex_positions), vertex_positions);    glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertex_positions), sizeof(vertex_colors), vertex_colors);    //第一个参数0对应了顶点着色器中的layout (location = 0)参数    glVertexAttribPointer(0, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, NULL);    //第一个参数1对应了顶点着色器中的layout (location = 1)参数    glVertexAttribPointer(1, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, (const GLvoid *)sizeof(vertex_positions));    glEnableVertexAttribArray(0);    glEnableVertexAttribArray(1);    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);}//---------------------------------------------------------------------//// display//voiddisplay(void){    vmath::mat4 model_matrix;    //使能功能    glEnable(GL_CULL_FACE);    glDisable(GL_DEPTH_TEST);    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);    //设置投影矩阵和平移矩阵，后面课程应该会有深入讲解    //设置投影矩阵，只需执行一次    vmath::mat4 projection_matrix(vmath::frustum(-1.0f, 1.0f, -aspect, aspect, 1.0f, 500.0f));    glUniformMatrix4fv(render_projection_matrix_loc, 1, GL_FALSE, projection_matrix);    // 为绘制设定缓存    glBindVertexArray(vao[0]);    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo[0]);    // 设置平移矩阵，传递给顶点shader，并绘制图形        model_matrix = vmath::translate(-3.0f, 0.0f, -5.0f);        //这里第二个参数应为1，原程序给的是4，坑爹。。。下同    glUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 1, GL_FALSE, model_matrix);    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);    // DrawElements形式的设置平移矩阵，传递给顶点shader，并绘制图形    model_matrix = vmath::translate(-1.0f, 0.0f, -5.0f);    glUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 1, GL_FALSE, model_matrix);    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL);    // DrawElementsBaseVertex形式的设置平移矩阵，传递给顶点shader，并绘制图形    model_matrix = vmath::translate(1.0f, 0.0f, -5.0f);    glUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 1, GL_FALSE, model_matrix);    glDrawElementsBaseVertex(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL, 1);    // DrawArraysInstanced形式的设置平移矩阵，传递给顶点shader，并绘制图形    model_matrix = vmath::translate(3.0f, 0.0f, -5.0f);    glUniformMatrix4fv(render_model_matrix_loc, 1, GL_FALSE, model_matrix);    glDrawArraysInstanced(GL_TRIANGLES, 0, 3, 1);    //解除绑定    glBindVertexArray(0);      glutSwapBuffers();  }intmain(int argc, char** argv){    //这里用的仍然是例1.1的主程序，原文提供的代码里没找到他的主程序。。    glutInit(&argc, argv);    glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA);    glutInitWindowSize(512, 512);    glutInitContextVersion(4, 3);    glutInitContextProfile(GLUT_CORE_PROFILE);    glutCreateWindow(argv[0]);    glewExperimental = GL_TRUE;     if (glewInit()) {    cerr << "Unable to initialize GLEW ... exiting" << endl;    exit(EXIT_FAILURE);    }    init();    glutDisplayFunc(display);    glutMainLoop();}

下面是两个shader的代码，和例1.1不同
triangles.vert

#version 430 coreuniform mat4 model_matrix;uniform mat4 projection_matrix;layout (location = 0) in vec4 position;layout (location = 1) in vec4 color;out vec4 vs_fs_color;void main(void){    vs_fs_color = color;    gl_Position = projection_matrix * (model_matrix * position);}

triangles.frag

#version 430 corein vec4 vs_fs_color;layout (location = 0) out vec4 color;void main(void){    color = vs_fs_color;}

最后再唠叨几句其他注意的地方，首先loadshader用例1.1的就可以了，或者在原书提供的例程的\include 和\bin下有，此外，vmath提供了一些矩阵的函数，mat4表示4x4阶矩阵，vec3表示3阶向量，依此类推，需要包含vmath.h才能使用。
原程序的vmath::translation不能使用，需要改成vmath::translate才对。
题外话：所以说这本书的作者口口声声说虚心接受大家指出错误，希望到他的网站上提错误，然后它的网站除了一个下载代码的地址啥也没有，态度可是不咋样。。。。