OpenGL Basics¶

Vertex Buffer Object (VBO)¶

uint32_t vbo;
glGenBuffer(1, &vbo); // number, array to object id
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo); // 綁定
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), GL_STATIC_DRAW); //傳輸資料

details

產生
- glGenBuffers(GLsizei n, GLuint *buffer)
  - n: 要產生幾個緩衝物件
  - buffers: 存產生出來的名字陣列
綁定
- glBindBuffer(GLenum target, GLuint buffer)
  - target: 綁定到哪種緩衝器的綁定點
  - buffer: 要綁定緩衝物件名字
分配儲存空間
- glBufferData(GLenum target, GLsizeptr size, const GLvoid *data, GLenum usage)
  - target: 目前緩衝物件綁定到的目標
  - size: 給定緩衝物件的大小
  - data: 要存入資料的 pointer
  - usage: 設定存入資料的使用方式

Usage	描述
`STATIC`	資料只被設定一次，但會被使用很多次
`DYNAMIC`	資料被改變很多次，也被使用很多次
`STREAM`	資料每次繪製都會改變

Specify Vertex Attributes¶

glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3*sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

Explaination of glVertexAttribPointer()

index 屬性的 index
- 可以在 Shader 中指定 layout (location = #)，在程式中可以用 glGetAttribLocation() 拿到 index
- 或是使用 glBindAttribLocation() 綁定
size 該頂點屬性(Attribute)的大小
- size \(\in [1, 4]\)
- 範例是 vec3 所以是 3
type 頂點屬性的型別
- vec* 是 float
normalized 是否 normalize
- True unsigned \([0, 1]\), signed \([-1, 1]\)
stride
- 一個 vertex 的大小
- \(+\) stride bytes 會到下個 vertex 的同個資料
pointer
- 開頭的偏移量
- 一個 Vertex 可能會有多種 Attribute 資料

Vertex Array Object (VAO)¶

VAOs can contain: VBO and EBO
- bind vao first , and bind vbo, ebo
- only need to bind vao in the future
Create

uint32_t vao;
glGenVertexArray(1, &vao);
glBindVertexArray(vao);

Element Buffer Object (EBO)¶

also called: Index Buffer Object (IBO)
reduce the memory usage by using index for sharing common -vertices

uint32_t indices[] = {
    {0, 1, 3}, // 第一個三角形
    {1, 2, 3}  // 第二個三角形
};

Create and bind

uint32_t ebo;
ebo = glGenBuffers(1, &ebo); // 建立
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo); // 綁定
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW); // send data

Draw

glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo);
glDrawElements(GL_TRIANGLES,  // 形狀
    6,               // 頂點數量
    GL_UNSIGNED_INT, // EBO 的 value type
    0                // offset
);

Shader¶

Whole process: Create -> Compile -> Linking -> Cleanup -> Use
Create
- Different shader?
  - vertex: GL_VERTEX_SHADER
  - fragment: GL_FRAGMENT_SHADER

uint32_t vs;
vs = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);

Source and Compile

glShaderSource(vs, 1, &src, nullptr);
glCompileShader(vs);

Check compile status

int success;
char log[512];
glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if(!success)
{
    glGetShaderInfoLog(shader, 512, nullptr, log);
    printf("Error Shader %s compile error\n%s\n", 
        type == GL_VERTEX_SHADER ? "Vertex" : "Fragment", log);
}

Shader Program and Linking

uint32_t shader;
shader = glCreateProgram();
glAttachShader(shader, vs); // vertex shader
glAttachShader(shader, fs); // fragment shader
glLinkProgram(shader);
// cleanup
glDeleteShader(vs);
glDeleteShader(fs);

Check error

bool ok;
char log[512];
glGetProgramiv(shader, GL_LINK_STATUS, &ok);
if(!ok)
{
    glGetProgramInfoLog(shader, 512, nullptr, log);
    printf("%s\n", log);
}

Use shader

glUseProgram(shader);

Rendering¶

Without VAO

// 建立 VBO 複製頂點資料
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 設定頂點屬性
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
// 使用 shader program
glUseProgram(shaderProgram);
// 畫東西
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

With VAO

// 建立並綁定 VAO
glGenVertexArray(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);

// 建立 VBO 複製頂點資料
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

// 設定頂點屬性
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

// 繪製
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3); // 三角形，從0開始，畫3個

With EBO & VAO

// 建立並綁定 VAO
glGenVertexArray(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);

// 建立 VBO 複製頂點資料
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

// 建立 EBO 並複製
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);

// 設定頂點屬性
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

// 繪製
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
// 三角形，畫6個，EBO的type，從0開始