应该怎么理解 OpenGL 的 VAO 与 VBO

如果你也逐渐步进 GL3.0 开始的新标准，你大概会留意到传统的绘图方式(glVertex)已经要被废掉了，不仅如此，以最高绘制速度为标记的显示列表方式也已经被印上deprecated了。

我想说的是，OpenGL 对 GPU 的入口“顶点传送”——或者说，绘制方式，尽量不要再选择传统方式 (glVertex) 或 VA(vertex array)了。

哪怕你是用的一个 compatable 的 GL-context ，哪怕顶点数据部分持续变化或者恒定不变，也得注意要尽量尽量使用VBO来组织你的数据。

另外的一点，就是尽量不要以客户端状态函数来使用 VBO 了。VBO的本意是把本地(GL客户端)的数据完全交给 GPU ( GL 服务端)来管理，所以若非为了数据的更新，你完全可以在调用 glBufferData 之后选择扔弃保存在本地内存中的数据。

VBO可以说只有在传输数据的时候跟本地客户端有联系，它的状态是服务端（我们的流水线）管理的，当初沿用 VA 的那些客户端状态函数，还有一个原因就是它们方便地与shader 里面的固定 attribute（gl_Position之类）建立联系。

1. VBO

VBO 全称 Vertex Buffer Object，与其他 buffer object 一样，VBO 归根到底是显卡存储空间里的一块缓存区(Buffer)而已，这个Buffer有它的名字(VBO的ID)，O**penGL 在 GPU 的某处记录着这个 ID 和对应的显存地址（或者地址偏移，类似内存）**。

用代码看看吧：

//生成一个Buffer的ID，不管是什么类型的  
glGenBuffers(1, &m_nQuadVBO);   
//绑定ID，同时也指定该ID对应的buffer的信息类型是GL_ARRAY_BUFFER  
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_nQuadVBO);  
//为该ID指定一块指定大小的存储区域（区域的位置大抵由末参数影响),  传输数据      
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(fQuadData), fQuadData, GL_STREAM_DRAW);  

这里是VBO的初始化阶段。在这里我们看到了这是对位置，还是颜色，还是纹理坐标，还是法线，还是其他顶点属性进行设置的吗？

是的，这个信息是：起码在初始化阶段，一个VBO对于交给它存储的数据到底是什么，完全不知道。我们此时再看回上面两段渲染部分的代码，就明白了：哦，原来这都是在渲染时确定的！

对于第一段渲染代码，glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, NULL) 这个函数指定了 VBO 里的是什么数据——顶点位置，float类型，2个float指涉一个顶点位置，在区域里无偏移地采集数据，等等。

之后的glDrawElements只不过根据组织模式和索引数据去采集VBO里的这些数据罢了。

它从某个地方获取了 glBindBuffer 指定的位置，还有 glVertexPointer 设定的信息，它进行绘制所需要的一切——这个地方，就是所谓的GL-Context吧，那个保存了所有运行时流水线状态的东西。

对于第二段渲染代码，大体是一样的，只是glVertexAttribPointer使用第一个参数(location)指涉对应vertex-shader里哪个in attribute。

VBO在渲染阶段才指定数据位置和“顶点信息”(Vertex Specification)，然后根据此信息去解析缓存区里的数据，联系这两者中间的桥梁是GL-Contenxt。

GL-context 整个程序一般只有一个，所以如果一个渲染流程里有两份不同的绘制代码，GL-context 就负责在它们之间进行状态切换。

这也是为什么要在渲染过程中，在每份绘制代码之中有glBindBuffer glEnableVertexAttribArray glVertexAttribPointer。

那么优化方法就来了——把这些都放到初始化时候完成吧！——这样做的限制条件是“负责记录状态的GL-context整个程序一般只有一个”，那么就不直接用GL-context记录，用别的东西做状态记录吧。

这个东西针对"每份绘制代码“有一个，记录该次绘制所需要的所有 VBO 所需信息，把它保存到 GPU 特定位置，绘制的时候直接在这个位置取信息绘制。于是，VAO诞生了。

2.VAO

VAO 的全名是 Vertex Array Object，首先，它不是 Buffer-Object ，所以不用作存储数据；其次，它针对”顶点“而言，也就是说它跟”顶点的绘制“息息相关，在GL3.0的世界观里，这相当于”与VBO息息相关“。

按上所述，它的定位是 state-object（状态对象，记录存储状态信息）。这明显区别于buffer-object。

如果有人碎碎念”既然是记录顶点的信息，为什么不叫vertex attribute object“呢？

我想说这些孩子你们真没认真看文章嘛——VAO记录的是一次绘制中做需要的信息，这包括”数据在哪里-glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER)“、”数据的格式是怎样的-glVertexAttribPointer“（顶点位置的数据在哪里，顶点位置的数据的格式是怎样的/纹理坐标的数据在哪里，纹理坐标的数据的格式是怎样的....视乎你让它关联多少个VBO、VBO里有多少种数据）。

C++代码 - 初始化部分

glGenVertexArrays(1, &m_nQuadVAO);  
glBindVertexArray(m_nQuadVAO);  


glGenBuffers(1, &m_nQuadPositionVBO);  
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_nQuadPositionVBO);  
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(fQuadPos), fQuadPos, GL_STREAM_DRAW);  

glEnableVertexAttribArray(VAT_POSITION);  
glVertexAttribPointer(VAT_POSITION, 2, GL_INT, GL_FALSE, 0, NULL);

glGenBuffers(1, &m_nQuadTexcoordVBO);  
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_nQuadTexcoordVBO);  
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(fQuadTexcoord), fQuadTexcoord, GL_STREAM_DRAW);  

glEnableVertexAttribArray(VAT_TEXCOORD);  
glVertexAttribPointer(VAT_TEXCOORD, 2, GL_INT, GL_FALSE, 0, NULL);  

glGenBuffers(1, &m_nQuadIndexVBO);  
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, m_nQuadIndexVBO);  
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(nQuadIndex), nQuadIndex, GL_STREAM_DRAW);  


glBindVertexArray(NULL);  

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, NULL);  
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, NULL);  

C++代码 - 渲染部分

glBindVertexArray(m_nQuadVAO);  

glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, NULL);  

glBindVertexArray(NULL);  

以上就是VAO的使用方法了，很直观吧？

使用VAO的好处？看上面那么简洁的渲染部分代码就够了。

你甚至可以认为 VAO 就是一个状态容器，其中粗体字的那几行就是它以及它所”包含“的东西——填充了”VertexArrayObject结构体“的东西。

注意：

1.没有一个合适的地方给glDisableVertexAttribArray了，事实上调用glBindVertexArray(NULL)的时候里面所有状态都”关掉“了，也就没所谓针对顶点属性的location做其他什么；

2.glBindBuffer 一定要在 glBindVertexArray 后面（不然VAO就把它们也包含了，最后就渲染不出东西了）；

3.glDrawElements 里面的东西（顶点索引的属性状态）VAO可没记录保存哦；

4.glVertexPointer 那类函数理论上也可以，但是建议还是不要混用deprecated的函数进去了。

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