OpenGL新手 - 在场景中移动对象的最佳方式答案

【问题标题】：OpenGL Newbie - Best way to move objects about in a sceneOpenGL新手 - 在场景中移动对象的最佳方式
【发布时间】：2010-06-27 08:49:43
【问题描述】：

我是 OpenGL 和图形编程的新手，虽然我一直对这个话题很感兴趣，所以对理论有一定的了解。

我想做的是创建一个场景，其中一组对象在其中移动。具体来说，他们是球场上的机器人足球运动员。对象是：

灯光、场地和球门不会改变
球，这是一个单一的网格，将进行平移和旋转，但不会缩放
每个球员都由身体部位组成，每个部位都被平移和旋转以产生身体相连的错觉

所以对于我的 GL 新手来说，我想将这些对象加载到场景中，然后移动它们。顶点的任何属性都不会改变，无论是它们的位置还是纹理/法线/等。只是将它们的“父”对象作为一个整体进行转换。

此外，所有球员都有相同的身体。我可以通过将模型加载到内存一次，然后每次使用不同的变换矩阵多次绘制它来进行优化吗？

我目前正在使用 OpenTK，它是 OpenGL 库之上的轻量级包装器。

所以对这个问题有帮助的答案是：

OpenGL 的哪些部分可以满足我的需求？我必须每帧重画所有的脸吗？只有那些会动的？我可以只更新一些转换矩阵吗？使用 OpenTK 可以使这变得多么简单？伪代码会是什么样子？或者，
是否有更好的免费框架（最好是开源的）并提供这种抽象级别？

请注意，我需要任何解决方案才能在 .NET across multiple platforms 中运行。

【问题讨论】：

标签： language-agnostic opengl graphics 3d

【解决方案1】：

使用所谓的顶点数组可能是优化此类场景的最可靠方法。这是一个很好的教程：

http://www.songho.ca/opengl/gl_vertexarray.html

一个顶点数组或更一般地说，一个 gl 数据数组保存顶点位置、法线、颜色等数据。您还可以有一个数组来保存这些缓冲区的索引，以指示绘制它们的顺序。
然后你有一些密切相关的函数来管理这些数组，分配它们，为它们设置数据并绘制它们。只需一个 OpenGL 命令（如 glDrawElements()

）即可执行复杂网格的渲染

这些数组通常驻留在主机内存中，进一步的优化是使用顶点缓冲区对象，它与常规数组的概念相同，但驻留在 GPU 内存上，并且速度更快。这里有一点：

http://www.songho.ca/opengl/gl_vbo.html

使用缓冲区而不是旧的 glBegin() .. glEnd() 具有与 OpenGL ES 兼容的优势。在 OpenGL ES 中，数组和缓冲区是绘制东西的唯一方法。

--- 编辑

在场景中移动、旋转和变换它们是使用模型视图矩阵完成的，并且不需要对网格数据进行任何更改。举例说明：

你已经初始化了：

void initGL() {
  // create set of arrays to draw a player
  // set data in them
  // create set of arrays for ball
  // set data in them
}

void drawScene {
  glMatrixMode(GL_MODEL_VIEW);
  glLoadIdentity();
  // set up view transformation
  gluLookAt(...);
  drawPlayingField();

  glPushMatrix();
  glTranslate( player 1 position );
  drawPlayer();
  glPopMatrix();

  glPushMatrix();
  glTranslate( player 2 position );
  drawPlayer();
  glPopMatrix();

  glPushMatix();
  glTranslate( ball position );
  glRotate( ball rotation );
  drawBall();
  glPopMatrix();
}

【讨论】：

这解释了绘制网格的基本机制，但是如何移动它们（如问题标题所示）？我可以在应用了不同转换的一帧中多次重复使用相同的网格吗？我应该使用哪个，VBO 还是 VA？
感谢您的更新。这看起来不错，我有一个初步版本，每帧运行多次绘制单个 VBO。看到它融合在一起非常令人兴奋，尽管现在我需要整理照明。感谢您的帮助。

【解决方案2】：

既然您开始了，我建议坚持立即模式渲染并首先使其工作。如果你变得更舒服，你可以改进到顶点数组。如果你变得更舒服，VBO。最后，如果您感觉超级舒服，实例化是您的情况的最快解决方案（没有变形，只有整个对象转换）。

除非您尝试实现像 2009 年国际足联这样的东西，否则最好坚持使用简单的方法，直到您遇到明显的效率问题。不必过早地让自己头疼。

对于整个对象的转换，您通常会转换模型视图矩阵。

glPushMatrix();
// do gl transforms here and render your object
glPopMatrix();

对于加载对象，您甚至需要提出一些格式或实现一些可以加载网格格式的东西（obj 是最容易支持的格式之一）。有高级库可以简化此操作，但我建议您使用 OpenGL 以获得您将拥有的体验和控制。

【讨论】：

【解决方案3】：

我希望 OpenGL API 可以通过 IDE 支持（智能感知等）轻松导航。几个小时后，很明显需要建立一些基本规则。所以我停止打字和 RTFM。

http://www.glprogramming.com/red/

对于在寻找 OpenGL 立足点时发现此问题的任何其他人，我可以给出最好的建议。长篇大论，但很有力量。

【讨论】：