Uniform Buffer Object

来源：互联网发布：电力营销系统数据字典编辑：程序博客网时间：2024/05/27 00:58

uniform 变量是着色器和应用程序之间共享数据的桥梁。uniform buffer是GPU上的内存空间，从应用程序传递数据到GLSL程序。uniform buffer object 主要优势是可以在不同的GLSL着色器中分享数据，注意uniform buffer在GLSL中是只能读不能修改。

Uniform Block

在shader程序中，定义了一系列的uniform变量，可以把这些变量组合在一起。类似c++的结构体变量，形成uniform block。

layout (std140) uniform unform_block_data{    vec3 uLightDirectionE;    vec3 uMaterialAmbient;    vec3 uMaterialDiffuse;    vec3 uLightAmbient;    vec3 uLightDiffuse;};

layout (std140) 表示内存对齐方式，不然传统的做法，需要获得变量在GPU内存的地址和偏移量，这里介绍了传统做法。

Uniform Buffer Object

Uniform Buffer Object 是存储GLSL中uniform类型变量的缓冲区对象，通过它可以简化上面的步骤以及实现不同着色器的数据共享。

初始化

    m_UniformBlockIndex = glGetUniformBlockIndex(m_pEffect->getProgramID(0), "unform_block_data");//得到uniform block在shader中的index    GLint BlockDataSize = 0;    if (GL_INVALID_INDEX != m_UniformBlockIndex)    {        glGetActiveUniformBlockiv(m_pEffect->getProgramID(0), m_UniformBlockIndex, GL_UNIFORM_BLOCK_DATA_SIZE, &BlockDataSize);    }    int t = sizeof(uniform_block_data);    glGenBuffers(1, &m_UBO);    glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, m_UBO);    glBufferData(GL_UNIFORM_BUFFER, sizeof(uniform_block_data), &m_UniformBlockData, GL_DYNAMIC_DRAW);    glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, 0);

建立连接

刚刚只是新建了一个uniform buffer的缓存，但是没有建立uniform block和uniform buffer之间的连接。而这些是通过绑定点来完成。下图出自csxiaoshui的OpenGL缓冲区对象之UBO

    GLuint BindingPointIndex = 1;    glBindBufferBase(GL_UNIFORM_BUFFER, BindingPointIndex, m_UBO);    glUniformBlockBinding(m_pEffect->getProgramID(0), m_UniformBlockIndex, BindingPointIndex);    m_pMesh->render();    glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, 0);

更新Buffer 数据

如果你每帧需要更新uniform缓存的数据，可以通过glMapBuffer 获得缓存在GPU上的内存地址，然后通过指针更新数据。

    glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, m_UBO);    GLvoid* pGPUUniformData = glMapBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, GL_WRITE_ONLY);    _ASSERT(pGPUUniformData);    memcpy(pGPUUniformData, &m_UniformBlockData, sizeof(uniform_block_data));    glUnmapBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER);

特别注意内存对齐的问题

c++的结构体代码内存对齐是4字节的方式，而GLSL的中uniform block在标准布局140中是vec4对齐，也就是16字节的偏移。所以虽然在GLSL中对应的数据类型是vec3,但是上面的列子得到的block_size却是80字节。所以c++中使用了glm::vec4，最后位数据设置为0或者其他。

struct uniform_block_data{    glm::vec4 uLightDirectionE;    glm::vec4 uMaterialAmbient;    glm::vec4 uMaterialDiffuse;    glm::vec4 uLightAmbient;    glm::vec4 uLightDiffuse;};

参考资料

【1】https://www.opengl.org/wiki/Uniform_Buffer_Object
【2】http://blog.csdn.net/csxiaoshui/article/details/32101977
【3】http://www.geeks3d.com/20140704/gpu-buffers-introduction-to-opengl-3-1-uniform-buffers-objects/
【4】http://blog.csdn.net/xiajun07061225/article/details/7709815
【5】http://www.zwqxin.com/archives/shaderglsl/communication-between-opengl-glsl-2.html

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