简介
- VBO（Vertex Buffer Object）
- 用于存放顶点数据
- 顶点坐标、UV、法线、颜色等都可以放在里面
- 缓冲里是字节，具体类型由后面的属性设置来说明
- 按顶点顺序绘制时，使用 glDrawArrays
- EBO（Element Buffer Object）
- 用于存放索引
- 索引告诉 GPU 按什么顺序复用 VBO 中的顶点
- 一个索引对应一个完整顶点，顶点数据仍在 VBO 中
- 按索引绘制时，使用 glDrawElements
- VAO（Vertex Array Object）
- 不存放顶点数据
- 记录属性怎么从 VBO 中取值，以及使用哪个 VBO、哪个 EBO
- Core Profile 中，设置属性、绑定 EBO、执行绘制，都要先绑定 VAO
- 设置属性的函数是 glVertexAttribPointer
VBO 是数据容器
一个 3D 模型的顶点坐标、UV、法线、颜色，要在 GPU 中保存下来，VBO 就承担了这个责任。
它的本质是一段缓冲。下面这份顶点坐标用 float 存放：
float vertices[] = {
// position
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f
};
接着使用 OpenGL 函数把数据放到 GPU 中：
GLuint vbo;
glGenBuffers(1, &vbo);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
glBufferData(
GL_ARRAY_BUFFER,
sizeof(vertices),
vertices,
GL_STATIC_DRAW
);
这里是 3 个顶点，一共 9 个 float。要画出它们，还要先绑定 VAO，并用 glVertexAttribPointer 把 position 指到这个 VBO，见后面的 VAO 一节。绘制时，count 填顶点个数：
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
glDrawArrays 按这个顺序取 VAO 中已经启用的顶点属性。
EBO 是为了高效使用 VBO 中的数据
一句话总结：VBO 存顶点，EBO 存顶点索引。
假如我们需要绘制 2 个三角形。每个三角形有 3 个顶点，不用索引时，VBO 中要放 6 个顶点。
这两个三角形共用一条边，6 个顶点里有 2 个是重复的。
使用 EBO 后，VBO 中只放 4 个顶点。EBO 保存的是这些顶点的编号，用编号就可以引用 VBO 中的整个顶点。
这样就实现了数据的复用，这就是 EBO 的作用。
比如这样 4 个顶点：
vertices = {
A, // 索引 0
B, // 索引 1
C, // 索引 2
D // 索引 3
};
使用索引后：
unsigned int indices[] = {
0, 1, 2, // 三角形 ABC
0, 2, 3 // 三角形 ACD
};
对应的 OpenGL 函数。GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER 的绑定会记在当前 VAO 里，所以先绑定 VAO：
glBindVertexArray(vao);
GLuint ebo;
glGenBuffers(1, &ebo);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo);
glBufferData(
GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,
sizeof(indices),
indices,
GL_STATIC_DRAW
);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, nullptr);
6 是索引个数。GL_UNSIGNED_INT 和上面的 unsigned int 一致。nullptr 表示从索引缓冲的开头读取。绘制时，VAO 中的顶点属性也要已经设置好。
VBO + EBO 的组合关系：
VBO
├── Vertex 0 = A
├── Vertex 1 = B
├── Vertex 2 = C
└── Vertex 3 = D
EBO
├── 0
├── 1
├── 2
├── 0
├── 2
└── 3
索引 0 取到的是顶点 A。顶点里如果还有 UV、法线，会和坐标一起被取出来。
VAO 是用来解释 VBO 数据的
很多时候，VBO 中的数据不仅仅是顶点坐标，还有很多其他类型。
需要一种方法来告诉 GPU 如何使用 VBO 中的数据，并把这份说明保存下来，这就是 VAO 的职责。
假如 VBO 中数据为：
float vertices[] = {
// position // UV
0.0f, 0.5f, 0.0f, 0.5f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f
};
既有 position 数据，也有 UV 数据，实际上 vertices 中每一行的数据格式是 X Y Z U V。
就 vertices 的第一行数据来说，OpenGL 需要知道：
0 ~ 2 → position
3 ~ 4 → UV
后面每一行都是一样的格式。
先绑定 VAO，再把这份 VBO 绑到 GL_ARRAY_BUFFER。glVertexAttribPointer 会把这一刻绑定的 VBO 记到对应属性上。之后换成别的 GL_ARRAY_BUFFER，该属性仍然读取原来的 VBO。
GLuint vao;
glGenVertexArrays(1, &vao);
glBindVertexArray(vao);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
先获取 0 ~ 2 → position 的数据：
glVertexAttribPointer(
0,
3,
GL_FLOAT,
GL_FALSE,
5 * sizeof(float),
(void*)0
);
glEnableVertexAttribArray(0);
它表示，location 0 取 3 个 float，作为 position。
再获取 3 ~ 4 → UV 的数据：
glVertexAttribPointer(
1,
2,
GL_FLOAT,
GL_FALSE,
5 * sizeof(float),
(void*)(3 * sizeof(float))
);
glEnableVertexAttribArray(1);
它表示，location 1 取 2 个 float，作为 UV。location 要和 shader 里的 layout(location = N) 一致。
为什么需要 VAO
Core Profile 中，设置顶点属性、绑定 EBO、执行绘制，都要有一个已绑定的 VAO。一个模型用一个 VAO，就可以把这套配置留住。
假如有 模型 A 模型 B 模型 C 3 个模型数据，它们的数据格式也不一样：
模型 A：
position + UV
模型 B：
position + normal + UV
模型 C：
position + color
那么 OpenGL 需要知道：每个模型的 VBO 数据怎么对应到 shader 的 location，又该用哪一个 VBO 和 EBO。VAO 把这些配置保存起来。格式相同的两个模型，只要 VBO 或 EBO 不同，也各用一个 VAO。
使用模型 A 的数据就是：
glBindVertexArray(vao_A);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, indexCountA, GL_UNSIGNED_INT, nullptr);
使用模型 B 的数据就是：
glBindVertexArray(vao_B);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, indexCountB, GL_UNSIGNED_INT, nullptr);
模型没有索引时，改为调用 glDrawArrays，count 填该模型的顶点个数。
总结
为了存储数据，OpenGL 引入了 VBO 的概念；数据可以是顶点坐标、UV、法线、颜色等，具体类型在设置属性时声明。
为了避免 VBO 存放重复的顶点，OpenGL 引入了 EBO 的概念；使用顶点索引可以重复使用 VBO 的数据。
为了记住 VBO 中的数据怎么读取、读取哪一个缓冲，OpenGL 引入了 VAO 的概念。
一句话总结：VBO 是数据池，EBO 给 VBO 瘦身，VAO 给 VBO 翻译。