Vertex Buffer (буфер вершин или вершинный буфер) — область данных, хранящая информацию обо всех или нескольких аттрибутах (элементах) вершины.
В библиотеке OpenGL существует непосредственный (Immediate mode) режим вывода геометрии без использования буферов вершин, задавая по очереди все необходимые атрибуты (элементы, в терминологии DirectX) каждой вершины последовательно. Такой способ вывода геометрии довольно медленный, а в некоторых графических GAPI, как DirectX или в новых версиях того же OpenGL, вообще отсутствует.
Буфер вершин позволяет создать блок с атрибутами большого количества вершин и выводить геометрию за один вызов определённых функций GAPI.
Отрисовка с использованием буфера вершин, расположенного в оперативной памяти
Для этого, в OpenGL следует установить указатели на различные атрибуты вершины следующими функциями:
//glVertexPointer рекомендуется ставить последним void glVertexPointer( int size, enum type, sizei stride, void *pointer ); void glNormalPointer( enum type, sizei stride, void *pointer ); void glColorPointer( int size, enum type, sizei stride, void *pointer ); void glSecondaryColorPointer( int size, enum type, sizei stride, void *pointer ); void glTexCoordPointer( int size, enum type, sizei stride, void *pointer ); void glVertexAttribPointer( uint index, int size, enum type, boolean normalized, sizei stride, const void *pointer ); |
Где pointer это указатель на данные, stride - шаг в байтах от одного атрибута до следующего (0, если они идут один за другим).
Более полный список и полное описание можно найти в спецификации OpenGL.
Так же, функциями glEnableClientState( enum array ) и glEnableVertexAttribArray( uint index ) следует указать что определённый массив активен.
Начиная с forward-compatible контекста GL3.0 и в более новых версиях, многие функции были отмечены устаревшими и теперь следует использовать только glVertexAttribPointer и glEnableVertexAttribArray.
Вывод геометрии в OpenGL производится следующими вызовами:
glDrawArrays( enum mode, int first, sizei count ); glMultiDrawArrays( enum mode, int *first, sizei *count, sizei primcount );
Вторая функция поможет заменить множество вызовов первой с разными параметрами first и count.
В Direct3D9 при отрисовке из оперативной памяти данные должны быть уложены одним куском, и формат вершины задаётся функциями IDirect3DDevice9::SetFVF или IDirect3DDevice9::SetVertexDeclaration.
Вывод выполняется следующей функцией:
IDirect3DDevice9::DrawPrimitiveUP( D3DPRIMITIVETYPE PrimitiveType, UINT PrimitiveCount, CONST void* pVertexStreamZeroData, UINT VertexStreamZeroStride ); |
В Direct3D10 рисовать геометрию с использованием буфера в оперативной памяти нельзя.
Отрисовка с использованием буфера вершин, расположенного в видеопамяти
Данный вариант более эффективный, так как не приходится при каждом вызове отрисовки гонять буфер из оперативной памяти в память видеокарты.
В OpenGL, для создания буфера вершин в видеопамяти следует использовать расширение Vertex Buffer Object.
Создаём буфер:
glGenBuffersARB(1, &bufferID);
glBindBufferARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, bufferID); glBufferDataARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, Length, Data, GL_STATIC_DRAW_ARB);
Теперь при установке указателей на атрибуты, следует указывать сдвиг в байтах от начала буфера.
Вывод геометрии выполняется такими же функциями, как и при использовании буфера в оперативной памяти.
В Direct3D9 буфер вершин создаётся следующим образом:
IDirect3DDevice9::CreateVertexBuffer( UINT Length, DWORD Usage, DWORD FVF, D3DPOOL Pool, IDirect3DVertexBuffer9** ppVertexBuffer, HANDLE* pSharedHandle ); |
Usage — один или комбинация D3DUSAGE флагов, например D3DUSAGE_DYNAMIC, означающий, что буфер планируется часто обновлять и D3DUSAGE_WRITEONLY, обозначающий, что мы только пишем в буфер, что позволяет драйверу ввести определённые оптимизации.
FVF — ноль, если используются шейдеры или fvf код, если идёт работа на FFP (Fixed Function Pipeline — конвейер с фиксированой функциональностью).
Pool — тип памяти, в которой будет расположен буфер. Обычно используются D3DPOOL_DEFAULT и D3DPOOL_MANAGED
Один из вариантов заполнения созданного буфера:
void* dest; buffer->Lock(0, 0, &dest, 0); memcpy(dest, Data, Length); buffer->Unlock();
Установка буфера производится функцией (возможно одновременное использование нескольких буферов вершин, каждый из которых задаёт разные атрибуты)
IDirect3DDevice9::SetStreamSource( UINT StreamNumber, IDirect3DVertexBuffer9 * pStreamData, UINT OffsetInBytes, UINT Stride ); |
pStreamData — указатель на буфер.
OffsetInBytes — сдвиг от начала буфера в байтах.
Stride — шаг в байтах от одного элемента буфера до следующего.
Вывод геометрии теперь выполняется функцией
Где PrimitiveType — тип примитивов, StartVertex — номер вершины, с которой начинать строить примитивы и PrimitiveCount — количество примитивов.
В Direct3D10 создать и заполнить буфер вершин можно следующим образом:
1) Создаём описание буфера.
// Создаём описание буфера D3D10_BUFFER_DESC bufferDesc; // Тип ресурса (DEFAULT - чтение и запись на GPU, IMMUTABLE - чтение на GPU, // DYNAMIC - запись на CPU, чтение на GPU, STAGING - копирование из GPU на CPU) bufferDesc.Usage = D3D10_USAGE_DEFAULT; // Размер, в байтах bufferDesc.ByteWidth = Length; // Используется как буфер вершин bufferDesc.BindFlags = D3D10_BIND_VERTEX_BUFFER; // Прочие флаги bufferDesc.CPUAccessFlags = 0; bufferDesc.MiscFlags = 0;
D3D10_SUBRESOURCE_DATA initData; initData.pSysMem = Data; device->CreateBuffer(&bufferDesc, &initData, &buffer);
Вывод неиндексированной геометрии выполняется функцией:
ID3D10Device::Draw( UINT VertexCount, UINT StartVertexLocation );
Вывод индексированной геометрии
Надо отметить, что ещё существует способ отрисовки геометрии с использованием Буфера индексов. Более подробно о нём и его преимуществах — в термине по указанной ссылке.