OSG学习：几何对象的绘制（三）——几何元素的存储和几何体的绘制方法

左手的ㄟ右手 2022-05-23 10:13 273阅读 0赞

以下内容来自：   
1、《OpenSceneGraph三维渲染引擎设计与实践》王锐 钱学雷 清华大学出版社

2、自己的总结

从[四边形的绘制][Link 1]和[简易房屋的绘制][Link 2]中可以看到，几何体都是先定义顶点，然后给顶点赋属性，再定义图元，将几何体添加到叶节点中进行渲染，图形就绘制完成。

所以，几何体的核心在于几何元素，几何元素使用顶点属性来表达。从例子中可以看到，顶点的属性不是一个值，而是由其空间坐标值、法线、颜色坐标、纹理坐标、雾坐标等所组成的一个集合。

根据定义的图元，对顶点进行渲染，一般有四种方式。通常情况下，渲染方式有：**启用顶点数组（Vertex Array, VA）**、**启用显示列表（Display List, DL）**和**启用顶点缓存对象（Vertex Buffer Objects, VBO）**，这三种方式对顶点都进行了一定程度的优化，称为“快速渲染通道”；如果不采取任何优化措施，顶点的处理会变得冗余，场景绘制效率会大幅度降低，称为“低速渲染通道”，如果用户的显示设备配置不足，则需要使用这种渲染方式，又称为**立即模式**。

**顶点数组（Vertex Array，VA）：**

避免多次调用立即模式的glVertex()（OpenGL设置顶点的空间坐标）等顶点设置函数而造成的冗余和低效。通过多个数组来存储与顶点属性相关的数据，并且避免了对共用顶点的冗余处理。

在例子中，使用DrawArrays()来从启用的数组直接构建图元；也可以用DrawElements()来执行相同的绘制工作，它支持顶点索引的机制。顶点索引就是把输入的顶点坐标值从0开始编号，并在一个单独的无符号类型数组中保存多个索引值组成的图元信息，从而进一步避免了重复指定顶点数据造成的冗余。

**显示列表（Display List，DL）：**

将一组OpenGL函数调用保存起来，并在需要的时候直接提取内存中的数据进行调用。在反复绘制相同或类似（如椭球体）对象时，将同一组绘制椭球体的命令构成显示列表，再分别赋予适当的空间变换即可完成，这样省去了重新计算和设置属性点属性的过程，降低了重复传递数据所造成的影响。

但是它只是一种高速缓存，因此并不是动态的，因此显示列表中的数据不能动态修改。在动态模型中，如果要修改顶点或者图元，就必须销毁并重建相应的显示列表，这样反而降低了动态模型绘制的性能。

**顶点缓存对象（Vertex Buffer Object****，VBO）：**

需要显卡支持GL\_ARB\_vertex\_buffer\_object扩展，现在的显卡基本都支持。其初衷是结合上述两种方式的优点，并尽量减少它们的缺点带来的影响。

VBO扩展允许将顶点数组保存到显示系统的高速缓存中，并且对于大规模的顶点数据，内置的内存管理机制可以自动在系统内存、显卡缓存和AGP三者之间进行平衡处理，将用户数据保存到最合理的地方。

它的重要特性是：可以直接将显卡缓存的数据映射到用户空间，因此能够支持动态数据更新，并且不会过多影响客户端和服务器之间的传输效率。

例如就使用了这种方式。

[Link 1]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/80500732
[Link 2]: https://blog.csdn.net/u013719339/article/details/80551530