openGL 概念学习（二）

一、高级数据处理

1.1 定点数据拷贝（glBufferSubData）

必须在绑定Buffer之后才能使用，从内存中将数据拷贝至指定的显存。

使用问题： 多次修改数据会造成性能浪费，因为每次都要从内存将数据拷贝至显存。

1.2 虚拟指针（glMapBuffer）

必须在VBO构造并且分配空间完毕后使用
其优点在于拷贝了整个显存数据到达内存，修改完毕后再全部同步回显存，适合一个Pass中对数据进行多阶段修改的场景中使用。

二、全局数据块（Uniform Buffer Object）

在编写shader的时候，会发现有很多数据比如VP矩阵是几乎每个shader都可以用到的，但还是需要每次都给各个shader设置，因此引出了Uniform Buffer Object来进行不同shader之间的数据共享，即UBO。

Binding point（绑定点）

在创建Uniform缓冲之后，我们将它绑定到其中一个绑定点上，并将着色器中的Uniform块绑定到相同的绑定点，把它们连接到一起。

如上图所示，可以绑定多个Uniform缓冲到不同的绑定点上。因为着色器A和着色器B都有一个链接到绑定点0的Uniform块，它们的Uniform块将会共享相同的uniform数据，uboMatrices，前提条件是两个着色器都定义了相同的Matrices Uniform块。

为了将Uniform块绑定到一个特定的绑定点中，需要调用glUniformBlockBinding函数，它的第一个参数是一个程序对象，之后是一个Uniform块索引和链接到的绑定点。Uniform块索引(Uniform Block Index)是着色器中已定义Uniform块的位置值索引。这可以通过调用glGetUniformBlockIndex来获取，它接受一个程序对象和Uniform块的名称。我们可以用以下方式将图示中的Lights Uniform块链接到绑定点2。

unsigned int lights_index = glGetUniformBlockIndex(shaderA.ID, "Lights");
glUniformBlockBinding(shaderA.ID, lights_index, 2);

注意：这里需要对每个着色器重复这一步骤。

接下来，我们还需要绑定Uniform缓冲对象到相同的绑定点上，这可以使用glBindBufferBase或glBindBufferRange来完成。

glBindBufferBase(GL_UNIFORM_BUFFER, 2, uboExampleBlock); 
// 或
glBindBufferRange(GL_UNIFORM_BUFFER, 2, uboExampleBlock, 0, 152);

三、几何着色器

3.1 几何输入方式

点输入方式
图元装配部分不用做任何工作直接将顶点传递给对应的GeometryShader

三角形输入方式
每三个顶点构成一个三角形通过gl_in[]将顶点数组送入GeometryShader

3.2 几何输出方式

可以输出points, lines, triangles

#version 330 core
layout (points) in;
layout (line_strip, max_vertices = 2) out;

void main() {    
    gl_Position = gl_in[0].gl_Position + vec4(-0.1, 0.0, 0.0, 0.0); 
    EmitVertex(); //gl_Position中的向量会被添加到图元中来

    gl_Position = gl_in[0].gl_Position + vec4( 0.1, 0.0, 0.0, 0.0);
    EmitVertex(); 所有发射出的(Emitted)顶点都会合成为指定的输出渲染图元。

    EndPrimitive();
}

3.3 法向量可视化

首先正常绘制场景（不使用几何着色器）。
然后再次绘制场景，只显示通过几何着色器生成法向量。
几何着色器接收一个三角形图元，并沿着法向量生成三条线——每个顶点一个法向量。伪代码看起来会像是这样：

shader.use();
DrawScene();
normalDisplayShader.use();
DrawScene();

为了适配（观察和模型矩阵的）缩放和旋转，我们在将法线变换到裁剪空间坐标之前，先使用法线矩阵变换一次。

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aNormal;

out VS_OUT {
    vec3 normal;
} vs_out;

uniform mat4 projection;
uniform mat4 view;
uniform mat4 model;

void main()
{
    gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0); 
    mat3 normalMatrix = mat3(transpose(inverse(view * model)));
    vs_out.normal = normalize(vec3(projection * vec4(normalMatrix * aNormal, 0.0)));
}

关于法线矩阵为何是由MV求逆转置而来的说明：https://blog.csdn.net/Qinhaifu/article/details/102476692