在 OpenGL 调用中使用缓冲区的偏移量

Question

在 OpenGL 中，glDrawElements 的 indices 参数有两种不同的含义，具体取决于您是否使用 GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER。

如果您有一个 VBO 界限，那么它是从该缓冲区开始的偏移量，而不是缓冲区本身。

使用 PyOpenGL 时，如何在 glDrawElements 调用中指定起始偏移量？如何在glMultiDrawElements 调用中指定多个起始偏移量？

Answer 1

在以下示例中，使用了 6 个索引的列表，它们可以形成一个由 2 个三角形基元组成的四边形。

indices = [0, 1, 2, 0, 2, 3]

由于传递给 OpenGL 函数的数据必须由连贯缓冲区中的固定大小单元组成，因此值列表必须存储到浮点数组中。 相干数组缓冲区可以通过ctypes 库或numpy.array 库创建。
数组元素的类型必须匹配值类型枚举常量，该常量在调用glDrawElements 或glMultiDrawElements 时设置：

ctypes.c_ubyte   /  numpy.uint8     <->    GL_UNSIGNED_BYTE
ctypes.c_ushort  /  numpy.uint16    <->    GL_UNSIGNED_SHORT
ctypes.c_uint    /  numpy.uint32    <->    GL_UNSIGNED_INT

使用ctypes:

import ctypes

indexArray = (ctypes.c_uint * 6)(*indices)

使用numpy：

import numpy

indexArray = numpy.array(indices, dtype=numpy.uint32)

对于使用索引缓冲区和glDrawElements，有不同的机会。

使用Legacy OpenGL（compatibility profile xontext），可以直接将缓冲区传递给glDrawElements。指向数组数据的指针被传递给函数。

glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, indexArray)

如果在顶点数组对象中声明了命名元素数组缓冲区对象，那么glDrawElements 的最后一个参数将被视为缓冲区对象数据存储中的字节偏移量。

glBindVertexArray(vao)

glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ibo)
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexArray, GL_STATIC_DRAW)

如果要绘制索引，从缓冲区的第一个元素开始，那么最后一个参数可以是None，相当于ctypes.c_void_p(0)：

glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, None)

如果绘图不应该从第一个索引开始，则必须计算开始索引的字节偏移量。例如3*4 将开始设置为 3 索引，用于 GL_UNSIGNED_INT 类型的缓冲区：

glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_INT, ctypes.c_void_p(3 * 4))

glMultiDrawElements的用法很相似。

使用compatibility profile xontext，缓冲区指针可以直接传递给OpenGL函数。

必须生成索引数组：

使用ctypes：

indexArray1 = (ctypes.c_uint * 3)(0, 1, 2)
indexArray2 = (ctypes.c_uint * 3)(0, 2, 3)

使用numpy：

indexArray1 = numpy.array([0, 1, 2], dtype=numpy.uint32)
indexArray2 = numpy.array([0, 2, 3], dtype=numpy.uint32)

指向缓冲区的指针必须排列成一个指针数组：

使用ctypes 可以通过ctypes.addressof() 获得指向索引数据数组的指针：

indexPtr = (ctypes.c_void_p * 2)(ctypes.addressof(indexArray1),ctypes.addressof(indexArray2))

使用numpy 可以通过numpy.ndarray.ctypes 获得指向索引数据数组的指针：

indexPtr = numpy.array([indexArray1.ctypes.data, indexArray2.ctypes.data], dtype=numpy.intp)

这个指针数组可以传递给OpenGL函数：

counts   = [3, 3]
glMultiDrawElements(GL_TRIANGLES, counts, GL_UNSIGNED_INT, indexPtr, 2)

如果使用带有命名元素数组缓冲区的顶点数组对象，

glBindVertexArray(vao)
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ibo)

然后索引参数被视为指向字节偏移数组的指针。下面将一个偏移量为 2 的数组传递给函数。 0 表示数组中的第一个索引，3*4 表示第三个索引。

使用ctypes：

indexPtr = (ctypes.c_void_p * 2)(0, 3 * 4)
counts   = [3, 3]
glMultiDrawElements(GL_TRIANGLES, counts, GL_UNSIGNED_INT, indexPtr, 2)

使用numpy:

indexPtr = np.array([0, 3*4], dtype=numpy.intp)
counts   = [3, 3]
glMultiDrawElements(GL_TRIANGLES, counts, GL_UNSIGNED_INT, indexPtr, 2)