Tutorial 9 VBO Indexing.md

第九课：VBO索引

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Tags: OpenGL 教程

索引的原理

到目前为止，我们在创建VBO时总是重复存储三角形公共边的顶点。

本课将介绍索引。索引是通过*索引缓冲（index buffer）*来实现的顶点复用。

公共顶点？不同顶点？

来看看法线的例子。下图中，艺术家创建了两个三角形来表示一个平滑曲面。因此，我们可以把两个三角形的法线混合成一个顶点的法线。为了便于观察，我画了一条红线表示平滑曲面。

然而在第二幅图中，艺术家想画的是“缝隙”或者“粗糙的边缘”。若混合了法线，就意味着色器会像进行平滑插值，形成一个和上图一样的平滑的表面：

因此这种情况下，我们应该为这个顶点设置两条不同的法线；在OpenGL中，唯一可行的办法是把顶点属性完整复制一份。

OpenGL中的索引VBO

索引的用法很简单。首先，需要再创建一个缓冲来存储索引。代码与之前一样，不过参数由ARRAY_BUFFER变为了ELEMENT_ARRAY_BUFFER。

std::vector<unsigned int> indices;

// fill "indices" as needed

// Generate a buffer for the indices
GLuint elementbuffer;
glGenBuffers(1, &elementbuffer);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, elementbuffer);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indices.size() * sizeof(unsigned int), &indices[0], GL_STATIC_DRAW);

只需把glDrawArrays替换为如下语句，即可绘制模型：

// Index buffer
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, elementbuffer);

// Draw the triangles !
glDrawElements(
GL_TRIANGLES,      // mode
indices.size(),    // count
GL_UNSIGNED_INT,   // type
(void*)0           // element array buffer offset
);

（小提示：最好使用unsigned short，不要用unsigned int。这样更节省空间，速度也更快。）

填充索引缓冲

现在真正的问题来了。如前所述，OpenGL只能使用一个索引缓冲，而OBJ（及一些其他常用的3D格式，如Collada）每个属性都有一个索引缓冲。这意味着，必须通过某种方式把若干个索引缓冲合并成一个。

合并算法如下：

For each input vertex Try to find a similar ( = same for all attributes ) vertex between all those we already output If found : A similar vertex is already in the VBO, use it instead ! If not found : No similar vertex found, add it to the VBO

完整的C++代码位于common/vboindexer.cpp，注释很详尽。如果理解了以上算法，读懂代码应该没问题。

若两顶点的坐标、UV坐标和法线都相等，则认为两顶点是同一顶点。若还有其他属性，就得视具体情况而定了。

为了简单，我们采用了性能较差的线性搜索来寻找相似顶点。实际中用std::map更合适。

补充：FPS计数器

虽与索引无直接关系，但现在去看看“FPS计数器”是很合适的——这样我们就能看到索引究竟能提升多少性能。“工具——调试器”中还有其他与性能相关的工具。

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