OpenGL ES 之attribute

attribute是GLSL中特殊的变量类型，用于从“外部”到顶点着色器的通信，只能用于Vertex Shader（顶点着色器），不能用于其他Shader中，attribute 通常用来存储位置坐标、法向量、纹理坐标和颜色等，定义如下：

attribute vec4 vPosition;

OpenGL 标准化组织规定OpenGL ES 2.0 至少支持8个attribute，OpenGL ES 3.0至少支持16个attribute，注意这里是至少，也可以多于8个，通过代码获取支持attribute的最大个数，Kotlin代码如下：

var count = IntArray(1)
GLES20.glGetIntegerv(GLES20.GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS, count, 0)
Log.d("OpenGL ES", "attribute支持的最大数量：${count[0]}")

下面是一个非常简单的Vertex Shader：

attribute vec4 vPosition;
void main() {
    gl_Position = vPosition;
}

vPosition就是顶点数据，这个数据需要应用程序从外部传入，下面介绍如何将应用程序的顶点数据传递给我vPosition。

01

获取attribute句柄

在Android中获取句柄Kotlin代码如下：

val loc = GLES20.glGetAttribLocation(programHandle, attrName)

programHandle是program的句柄，attrName是attribute的名称。

02

定义顶点数据

在Android中通常情况下顶点数据的类型是FloatBuffer，定义了3个顶点的Kotlin代码如下：

var vertexBuffer = array2Buffer(
            floatArrayOf(
                0.0f, 0.5f, 0.0f, // top
                -0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left
                0.5f, -0.5f, 0.0f  // bottom right
            )
        )
    fun array2Buffer(array: FloatArray): FloatBuffer {
        val bb = ByteBuffer.allocateDirect(array.size * 4)
        bb.order(ByteOrder.nativeOrder())
        var buffer = bb.asFloatBuffer()
        buffer.put(array)
        buffer.position(0)
        return buffer
    }

03

设置attribute数据

设置顶点数据，即将顶点数据从CPU传递到GPU，Kotlin代码如下：

fun setAttributePointer(location: Int, buffers: FloatBuffer, pointSize: Int) {
        buffers.position(0)
        GLES20.glEnableVertexAttribArray(location)
        GLES20.glVertexAttribPointer(location, pointSize, GLES20.GL_FLOAT, false, 0, buffers)
    }

这里定义了一个通用的方法，方法说明如下：

• GLES20.glEnableVertexAttribArray(location)

激活当前attribute，location就是第一步中获取的vPosition的句柄，

• GLES20.glVertexAttribPointer

设置attribute属性如何从buffers中获取数据。官方API地址：https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/es2.0/ ，参数说明如下：

• location：attribute属性的句柄，对于本应用程序是指第一步中获取的vPosition的句柄。
• pointSize：每一个attribute顶点数据的个数，返回看下第二步中定义顶点数据的数组，每个顶点由3个float组成，代表x,y,z，也可以由2个float代表一个顶点（x,y），对于本应用程序值是3。
• type（第三个参数）：顶点数据的类型，对于本应用程序是float，值是GLES20.GL_FLOAT。
• normalized（第四个参数）：是否归一化，将不是float的类型转为float，比如short转float，Android正常情况下不需要归一化，所以设置false。
• stride（第五个参数）：两个连续顶点之间的偏移量，对于本应用程序来说，顶点之间是连续的，设置为0。
• 顶点buffer

attribute参数的数据并不是一个内存的索引，而是定义了去哪个内存区域取数据，在GPU中attribute存放在一块固定区域，GPU计算的时候去buffer处取数据，结构如下图：

应用程序将数据传递给GPU后，这些数据保存在GPU的一块内存中，上面定义的顶点数据结构如下图：

顶点数据的结构别不是都这样，数据结构取决于你定义的顶点数据。