pyopengl - 动态更新顶点缓冲区对象中的值

我想创建具有可拖动顶点的多边形PyOpenGL。经过一番阅读后，VBO 似乎是实现这一目标的明智方法。

以前从未使用过 VBO，我很难弄清楚如何动态更新它们 - 理想情况下，我只想修改 a 的元素numpy顶点数组，然后仅将更改的元素传播到 GPU。我原以为OpenGL.arrays.vbo.VBO包装器自动执行此操作copy_data()方法，不过好像不行。

这是一个愚蠢的例子：

from OpenGL import GL as gl
from OpenGL import GLUT as glut
from OpenGL.arrays import vbo
import numpy as np

class VBOJiggle(object):

    def __init__(self,nvert=100,jiggliness=0.01):
        self.nvert = nvert
        self.jiggliness = jiggliness

        verts = 2*np.random.rand(nvert,2) - 1
        self.verts = np.require(verts,np.float32,'F')
        self.vbo = vbo.VBO(self.verts)

    def draw(self):

        gl.glClearColor(0,0,0,0)
        gl.glClear(gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT)

        gl.glEnableClientState(gl.GL_VERTEX_ARRAY)

        self.vbo.bind()

        gl.glVertexPointer(2,gl.GL_FLOAT,0,self.vbo)
        gl.glColor(0,1,0,1)
        gl.glDrawArrays(gl.GL_LINE_LOOP,0,self.vbo.data.shape[0])

        gl.glDisableClientState(gl.GL_VERTEX_ARRAY)

        self.vbo.unbind()

        self.jiggle()

        glut.glutSwapBuffers()

    def jiggle(self):

        # jiggle half of the vertices around randomly
        delta = (np.random.rand(self.nvert//2,2) - 0.5)*self.jiggliness
        self.verts[:self.nvert:2] += delta

        # the data attribute of the vbo is the same as the numpy array
        # of vertices
        assert self.verts is self.vbo.data

        # # Approach 1:
        # # it seems like this ought to work, but it doesn't - all the
        # # vertices remain static even though the vbo's data gets updated
        # self.vbo.copy_data()

        # Approach 2:
        # this works, but it seems unnecessary to copy the whole array
        # up to the GPU, particularly if the array is large and I have
        # modified only a small subset of vertices
        self.vbo.set_array(self.verts)

if __name__ == '__main__':
    glut.glutInit()
    glut.glutInitDisplayMode( glut.GLUT_DOUBLE | glut.GLUT_RGB )
    glut.glutInitWindowSize( 250, 250 )
    glut.glutInitWindowPosition( 100, 100 )
    glut.glutCreateWindow( None )

    demo = VBOJiggle()
    glut.glutDisplayFunc( demo.draw )
    glut.glutIdleFunc( demo.draw )

    glut.glutMainLoop()

要完整回答这个问题，就不得不先提一下OpenGL缓冲区更新。

OpenGL指令glBufferData https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl4/html/glBufferData.xhtml创建并初始化缓冲区对象的数据存储。缓冲区对象的现有数据存储被完全销毁，并创建新的数据存储（可能具有不同的大小）。如果将数据指针传递给函数，则数据存储将完全由数据初始化。假设缓冲区的大小和提供的数据的大小相等。

glBufferSubData https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl4/html/glBufferSubData.xhtml更新现有数据存储的整个数据或数据子集。假设数据存储是之前创建的glBufferData。不会销毁或创建任何数据存储。

当然，从技术上来说glBufferData总是可以用来代替glBufferSubData, but glBufferSubData会表现得更好，因为消除了昂贵的缓冲区创建（分配）。

Using

self.vbo.set_array(self.verts)

是一个坏主意，因为从实现中可以看出（PyOpenGL/OpenGL/arrays/vbo.py https://github.com/Distrotech/PyOpenGL/blob/master/OpenGL/arrays/vbo.py），此方法创建一个全新的缓冲区，可能具有新的大小，并将强制重新创建缓冲区对象的数据存储（因为self.copied = False).

如果之前创建了缓冲区，那么self.vbo.copy_data()将通过以下方式更新数据glBufferSubData (see if self.copied: in copy_data）。为了使这项工作有效，缓冲区必须是当前绑定的缓冲区（self.vbo.bind()）。此外还必须设置复制信息（VBO.copy_segments）。复制信息由项目设置者声明（VBO.__setitem__).

这意味着，在“方法 1”中，您必须执行如下操作：

self.vbo[:] = self.verts
self.vbo.bind()
self.vbo.copy_data()

Since OpenGL.arrays.vbo http://pyopengl.sourceforge.net/documentation/pydoc/OpenGL.arrays.vbo.html无非是 OpenGL 缓冲区指令的包装器，我更喜欢使用glBufferSubData直接，在这种情况下效果最好：

# Approach 3:
# Direct buffer update by `glBufferSubData`
self.vbo.bind()
self.vbo.implementation.glBufferSubData(self.vbo.target, 0, self.vbo.data)

通过这种方法，甚至可以更新数据存储的子集。注意第二个参数glBufferSubData是缓冲区对象数据存储的字节偏移量。此外还有一个重载实现，它可以处理缓冲区大小和直接数据指针。