1.glDrawElements

glDrawElements 是一个 OpenGL 函数,用于绘制图元。它的原型如下:

void glDrawElements(GLenum mode, GLsizei count, GLenum type, const GLvoid *indices);

其中:

mode 是图元的类型,可以是点、线、三角形等。
count 是要绘制的索引数。
type 是索引的数据类型,可以是 GL_UNSIGNED_BYTE、GL_UNSIGNED_SHORT 或 GL_UNSIGNED_INT。
indices 指向索引数组的指针。
索引绘制的基本流程是:

  1. 创建一个索引数组,每个索引都指向一个顶点。
  2. 创建一个顶点缓冲对象(VBO)并绑定它。(分三步走glGenBuffers,glBindBuffer,glBufferData,在我的另一篇文章中会介绍)
  3. 将顶点属性指针指向顶点数据。(glVertexAttribPointer,在我的另一篇文章中会介绍)
  4. 调用 glDrawElements 并传入索引数组。(由于已经绑定了数据,因此这里只需要传入索引数组)

索引绘制的优点是可以使用一个顶点多次,从而减少顶点数据的存储和传输。
当我们想要绘制大量实例时,为了减少开销,可以使用glDrawElementsInstanced,可以将它们与程序中断和DMA方式(这两个是计算机组成原理的内容)进行类比。

2.glDrawElementsInstanced

glDrawElementsInstanced 是 OpenGL 图形渲染 API 中的一个函数。它用于使用索引指定顶点数据并在一次调用中渲染多个对象的实例。

这个函数的参数包括:

mode: 指定要渲染的图元类型,如 GL_TRIANGLES 和 GL_LINES。
count: 指定要渲染的元素(顶点)数量。
type: 指定元素数组缓冲区中值的类型,如 GL_UNSIGNED_BYTE 和 GL_UNSIGNED_INT。
indices: 指定索引存储位置的指针。
instancecount: 指定绘制索引几何图形的实例数。
它适用于渲染相同的对象的多个副本,其具有不同的位置、方向或其他属性,但顶点数据相同的场景。使用 glDrawElementsInstanced 的优势在于它允许 GPU 避免为每个实例复制顶点数据,这可以显著提高性能。

2.1glDrawArraysInstanced

glDrawArraysInstanced是OpenGL中的一个函数,它可以用来绘制多个相同的图形。该函数主要用于高效地绘制大量相同的静态图形,而不用每次绘制都重新设置绘制参数。

使用方法:

glDrawArraysInstanced(GLenum mode, GLint first, GLsizei count, GLsizei instanceCount);

mode: 指定绘制图形的类型,如 GL_TRIANGLES、GL_LINES 等。
first: 指定要绘制的第一个顶点的索引。
count: 指定要绘制的顶点数量。
instanceCount: 指定要绘制的实例数。
使用glDrawArraysInstanced可以在绘制相同的图形时大幅提升效率,而不用重复设置绘制参数。
如:

glDrawArraysInstanced(GL_TRIANGLES, 0, 3, 100);

这行代码就可以绘制100个三角形。

请注意,在使用glDrawArraysInstanced绘制多个相同图形时,需要通过顶点属性数组或者Uniform变量将每个实例的数据传递给顶点着色器。

3.glDrawElementsInstanced优秀的原因

glDrawElementsInstanced能提高效率是因为它能够让同一个顶点缓冲区中的顶点坐标和纹理坐标多次使用,而不是每次绘制都需要重新上传这些顶点坐标和纹理坐标。这样可以减少网络带宽的使用和消除重复的顶点数据上传,提高绘制效率。

4.glDrawElementsInstanced举例

glDrawElementsInstanced可以通过指定绘制的实例数量来多次使用同一个顶点缓冲区中的顶点坐标和纹理坐标。这个实例数量是在调用glDrawElementsInstanced时作为参数传入的。例如,如果你想绘制100个相同的三角形,你可以调用glDrawElementsInstanced(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_INT, 0, 100)。这样就会绘制100个相同的三角形,而只需要使用一次顶点坐标和纹理坐标。
要使这100个三角形在不同位置,需要使用顶点着色器中的顶点属性数组和实例化属性数组。
顶点着色器中的顶点属性数组是用来描述一个单独的顶点的位置、颜色和纹理坐标。而实例化属性数组是用来描述不同实例之间的差异的。
具体实现是:

  1. 在顶点着色器中定义一个顶点属性数组,用来存储顶点的位置,纹理坐标等信息。
  2. 在顶点着色器中定义一个实例化属性数组,用来存储不同实例的位置信息。
  3. 在顶点着色器中使用这两个属性数组结合使用来计算出最终顶点坐标。
  4. 在绘制之前,使用glVertexAttribDivisor函数来指定每个实例化属性数组的属性值在多少个实例之间重复使用。

这样就可以在一个顶点缓冲区中的顶点坐标和纹理坐标多次使用,并且每次使用都可以在不同的位置上绘制出三角形。

5.总结

glDrawElementsInstanced可以一次性绘制多个相同图形,随后通过顶点着色器来改变每个绘制图形的具体特征。

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