《Qt-OpenGL系列编程》课程学习记录（2）：EBO、索引数组、使用QOpenGLShaderProgram

本文主要是介绍《Qt-OpenGL系列编程》课程学习记录（2）：EBO、索引数组、使用QOpenGLShaderProgram，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

绘制一个矩形

使用上一节的代码，改一下顶点数据，使用六个点即两个三角形绘制一个矩形：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions_4_5_Core>class Widget : public QOpenGLWidget,QOpenGLFunctions_4_5_Core
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();protected:virtual void initializeGL();virtual void paintGL();
};
#endif // WIDGET_H

#include "widget.h"Widget::Widget(QWidget *parent): QOpenGLWidget(parent)
{
}Widget::~Widget()
{
}unsigned int VBO, VAO;
unsigned int shaderProgram;
float vertices[] = 
{// 第一个三角形0.5f, 0.5f, 0.0f, // top right0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right-0.5f, 0.5f, 0.0f, // top left// 第二个三角形0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right-0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left-0.5f, 0.5f, 0.0f // top left
};const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n""layout (location = 0) in vec3 aPos;\n""void main()\n""{\n""  gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n""}\0";const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n""out vec4 FragColor;\n""void main()\n""{\n""   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n""}\n\0";void Widget::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();//1、创建VBO和VAO对象，并赋予IDglGenVertexArrays(1, &VAO);glGenBuffers(1, &VBO);//2、绑定VBO和VAO对象glBindVertexArray(VAO);//使OpenGL知道这个uint类型的对象表示一个VAOglBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);//为当前绑定到GL_ARRAY_BUFFER的缓冲区对象创建一个新的数据存储，使用参数三的数据初始化数据存储glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);//告知显卡如何解析缓冲里的属性值：//第0个数据：有3个值；float类型；不需要标准化；步长；偏移量是0（因为是第一个数据，所以没有偏移量）glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);//开启VAO管理的第一个属性值glEnableVertexAttribArray(0);//VAO、VBO已经记录了足够的信息了，解除绑定glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);glBindVertexArray(0);//---------以下是使用自定义着色器----------------------------  //顶点着色器unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);//创建顶点着色器对象 GL_VERTEX_SHADER表示顶点着色器glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource,nullptr);//顶点着色器绑定源码glCompileShader(vertexShader);//编译顶点着色器int success;glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);//检查编译错误if (!success){char infoLog[512];glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, nullptr, infoLog);qDebug()<< "编译顶点着色器出错，错误信息：" << infoLog ;}//片段着色器unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);//创建片段着色器 GL_FRAGMENT_SHADER表示片段着色器glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, nullptr);glCompileShader(fragmentShader);glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);if (!success){char infoLog[512];glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, nullptr, infoLog);qDebug()<< "编译片段着色器出错，错误信息：" << infoLog ;}//链接两个编译好的着色器shaderProgram = glCreateProgram();//创建着色器程序对象glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);//添加要编译的程序glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);glLinkProgram(shaderProgram);//链接着色器glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success); //检测链接错误if (!success){char infoLog[512];glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, nullptr, infoLog);qDebug()<< "链接着色器出错，错误信息：" << infoLog;}glDeleteShader(vertexShader);glDeleteShader(fragmentShader);//    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);
}void Widget::paintGL()
{glClearColor(0.2f,0.3f,0.3f,1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glUseProgram(shaderProgram);//使用此着色器，没有这行则使用默认的着色器glBindVertexArray(VAO);//绑定VAO以便知道该如何使用数据。glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,6);//从0开始找6个点------------注意这里的改变---
}

在 initializeGL() 中设置使用线条填充：

glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);

也可以只使用三个点：

glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,3);

索引数组

OpenGL中的复杂图形都是三角形组成的，上面使用的六个点中：

float vertices[] =
{// 第一个三角形0.5f, 0.5f, 0.0f, // top right0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right        重复A-0.5f, 0.5f, 0.0f, // top left            重复B// 第二个三角形0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right        重复A-0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left        -0.5f, 0.5f, 0.0f // top left             重复B
};

有两个点是重复的，这就给从内存传数据到显存增加了开销。

这时候就可以定义索引数组处理。

去掉重复的点：

float vertices[] = 
{ 0.5f, 0.5f, 0.0f, // top right 0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left -0.5f, 0.5f, 0.0f // top left 
};

定义索引数组：

unsigned int indices[] = {0, 1, 3, // 第一个三角形 //注意：要从0开始1, 2, 3 // 第二个三角形 
};

这时候的绘制：

void Widget::paintGL()
{glClearColor(0.2f,0.3f,0.3f,1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glUseProgram(shaderProgram);//使用此着色器，没有这行则使用默认的着色器glBindVertexArray(VAO);//绑定VAO以便知道该如何使用数据。//    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,6);//从0开始找6个点glDrawElements(GL_TRIANGLES,6,GL_UNSIGNED_INT,indices);//参数：绘制三角形，取6个数据，数据类型为unsigned int，索引数组
}

效果和之前一样。

索引缓冲对象（Element Buffer Object，EBO，也叫 Index Buffer Object，IBO）

上面使用索引数组处理，这里使用索引缓冲对象也可以有同样的效果。

#include "widget.h"Widget::Widget(QWidget *parent): QOpenGLWidget(parent)
{
}Widget::~Widget()
{
}unsigned int VBO, VAO, EBO;
unsigned int shaderProgram;
float vertices[] =
{0.5f, 0.5f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.0f,-0.5f, -0.5f, 0.0f,-0.5f, 0.5f, 0.0f
};
unsigned int indices[] =
{0, 1, 3, // first triangle1, 2, 3 // second triangle
};const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n""layout (location = 0) in vec3 aPos;\n""void main()\n""{\n""  gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n""}\0";const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n""out vec4 FragColor;\n""void main()\n""{\n""   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n""}\n\0";void Widget::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();//1、创建VBO和VAO对象，并赋予IDglGenVertexArrays(1, &VAO);//绑定VAOglGenBuffers(1, &VBO);//绑定VBO//2、绑定VBO和VAO对象glBindVertexArray(VAO);//使OpenGL知道这个uint类型的对象表示一个VAOglBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);//为当前绑定到GL_ARRAY_BUFFER的缓冲区对象创建一个新的数据存储，使用参数三的数据初始化数据存储glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);//顶点数据存入缓冲区//告知显卡如何解析缓冲里的属性值：//第0个数据：有3个值；float类型；不需要标准化；步长；偏移量是0（因为是第一个数据，所以没有偏移量）glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), nullptr);//开启VAO管理的第一个属性值glEnableVertexAttribArray(0);//---------EBO--------------------------------------------glGenBuffers(1, &EBO);//创建一个EBO对象并赋予IDglBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);//固定用法，EBO 总是和 GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 缓冲区类型绑定glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);//索引数据存入缓冲区/*目标是GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER的时候，VAO会储存glBindBuffer的函数调用。这也意味着它也会储存解绑调用*///VAO、VBO、EBO已经记录了足够的信息了，解除绑定glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);//解除VBO绑定//    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);//目标是GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER的时候，VAO会储存glBindBuffer的函数调用。这也意味着它也会储存解绑调用, 所以这行是多余的，因为如果调用了那么VAO会记录了EBO解绑glBindVertexArray(0);//解除VAO绑定//---------以下是使用自定义着色器----------------------------//顶点着色器unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);//创建顶点着色器对象 GL_VERTEX_SHADER表示顶点着色器glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource,nullptr);//顶点着色器绑定源码glCompileShader(vertexShader);//编译顶点着色器int success;glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);//检查编译错误if (!success){char infoLog[512];glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, nullptr, infoLog);qDebug()<< "编译顶点着色器出错，错误信息：" << infoLog ;}//片段着色器unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);//创建片段着色器 GL_FRAGMENT_SHADER表示片段着色器glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, nullptr);glCompileShader(fragmentShader);glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);if (!success){char infoLog[512];glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, nullptr, infoLog);qDebug()<< "编译片段着色器出错，错误信息：" << infoLog ;}//链接两个编译好的着色器shaderProgram = glCreateProgram();//创建着色器程序对象glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);//添加要编译的程序glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);glLinkProgram(shaderProgram);//链接着色器glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success); //检测链接错误if (!success){char infoLog[512];glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, nullptr, infoLog);qDebug()<< "链接着色器出错，错误信息：" << infoLog;}glDeleteShader(vertexShader);glDeleteShader(fragmentShader);glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);
}void Widget::paintGL()
{glClearColor(0.2f,0.3f,0.3f,1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glUseProgram(shaderProgram);//使用此着色器，没有这行则使用默认的着色器glBindVertexArray(VAO);//绑定VAO以便知道该如何使用数据。//    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,6);//从0开始找6个点//    glDrawElements(GL_TRIANGLES,6,GL_UNSIGNED_INT,indices);//参数：绘制三角形，取6个数据，数据类型为unsigned int，索引数组glDrawElements(GL_TRIANGLES,6,GL_UNSIGNED_INT,nullptr);//使用VAO中定义好是数据绘制
}

效果和前面一致。

QOpenGLShaderProgram

Qt将着色器程序的编译和链接封装成了 QOpenGLShaderProgram 类。下面使用它实现和之前相同的效果。

添加两个资源文件，片段着色器 shapes.frag：

#version 450 core
out vec4 FragColor;void main()
{FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);
}

顶点着色器 shapes.vert：

#version 450 core
layout(location = 0) in vec3 aPos;void main()
{gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0f);
}

#include "axbopenglwidget.h"QOpenGLShaderProgram shaderProgram;unsigned int VBO, VAO,EBO;
float vertices[] =
{0.5f, 0.5f, 0.0f, // top right0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right-0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left-0.5f, 0.5f, 0.0f // top left
};unsigned int indices[] =
{0, 1, 3, // first triangle1, 2, 3 // second triangle
};AXBOpenGLWidget::AXBOpenGLWidget(QWidget *parent) : QOpenGLWidget(parent)
{
}AXBOpenGLWidget::~AXBOpenGLWidget()
{makeCurrent();glDeleteBuffers(1,&VBO);glDeleteBuffers(1,&EBO);glDeleteVertexArrays(1,&VAO);doneCurrent();
}void AXBOpenGLWidget::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();//创建VBO和VAO对象，并赋予IDglGenVertexArrays(1, &VAO);glGenBuffers(1, &VBO);//绑定VBO和VAO对象glBindVertexArray(VAO);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);//为当前绑定到target的缓冲区对象创建一个新的数据存储。//如果data不是NULL，则使用来自此指针的数据初始化数据存储glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);//告知显卡如何解析缓冲里的属性值glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), nullptr);//开启VAO管理的第一个属性值glEnableVertexAttribArray(0);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex,":/shaders/shapes.vert");shaderProgram.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment,":/shaders/shapes.frag");if(!shaderProgram.link())qDebug()<<"ERR:"<<shaderProgram.log();glGenBuffers(1, &EBO);glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);glBindVertexArray(0);glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE);
}void AXBOpenGLWidget::paintGL()
{glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);shaderProgram.bind();glBindVertexArray(VAO);glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, nullptr);
}