[Learn OpenGL] Hello Triangle - 3

정점 셰이더는 정점 속성의 형태로 원하는 입력을 지정할 수 있게 해주며, 이는 큰 유연성을 제공하지만,

 

입력 데이터의 어떤 부분이 정점 셰이더의 어떤 정점 속성으로 가야 하는지 수동으로 지정해야 한다는 것을 의미합니다.

 

즉, 렌더링하기 전에 OpenGL이 정점 데이터를 어떻게 해석해야 하는지 지정해야 합니다.

 

우리의 정점 버퍼 데이터는 다음과 같이 구성됩니다

 

 

• 위치 데이터는 32비트(4바이트) 부동 소수점 값으로 저장됩니다.
• 각 위치는 이러한 값 3개로 구성됩니다.
• 3개 값 각각 사이에는 공간(또는 다른 값)이 없습니다. 값들은 배열에 밀집되어 있습니다.
• 데이터의 첫 번째 값은 버퍼의 시작 부분에 있습니다.

이 지식을 바탕으로, 우리는 OpenGL에게 glVertexAttribPointer를 사용하여 정점 데이터를 (정점 속성당) 어떻게 해석해야 하는지 알려줄 수 있습니다.

 

glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

 

glVertexAttribPointer 함수는 매개변수가 상당히 많으므로 하나씩 자세히 살펴보겠습니다

 

• 첫 번째 매개변수는 우리가 구성하려는 정점 속성을 지정합니다. 정점 셰이더에서 위치 정점 속성의 위치를 layout (location = 0)으로 지정했음을 기억하세요. 이는 정점 속성의 위치를 0으로 설정하며, 이 정점 속성에 데이터를 전달하려면 0을 전달합니다.
• 다음 인자는 정점 속성의 크기를 지정합니다. 정점 속성은 vec3이므로 3개의 값으로 구성됩니다.
• 세 번째 인자는 데이터의 유형을 지정하며, 이는 GL_FLOAT입니다 (GLSL의 vec*는 부동 소수점 값으로 구성됩니다).
• 다음 인자는 데이터를 정규화할지 여부를 지정합니다. 정수 데이터 유형(int, byte)을 입력하고 이를 GL_TRUE로 설정하면, 정수 데이터는 부동 소수점으로 변환될 때 0(또는 부호 있는 데이터의 경우 -1)과 1로 정규화됩니다. 이는 우리에게 관련이 없으므로 GL_FALSE로 둡니다.
• 다섯 번째 인자는 'stride'로 알려져 있으며 연속적인 정점 속성 간의 공간을 알려줍니다. 다음 위치 데이터 세트가 부동 소수점 크기의 3배 만큼 떨어져 있으므로 그 값을 stride로 지정합니다. 배열이 밀집되어 있기 때문에(다음 정점 속성 값 사이에 공간이 없기 때문에) stride를 0으로 지정하여 OpenGL이 stride를 결정하게 할 수도 있습니다(값이 밀집되어 있을 때만 작동). 여러 정점 속성이 있을 때는 각 정점 속성 간의 간격을 주의 깊게 정의해야 하지만, 이에 대한 더 많은 예시는 나중에 볼 수 있습니다.
• 마지막 매개변수는 void* 유형이므로 이상한 캐스트가 필요합니다. 이는 버퍼에서 위치 데이터가 시작되는 오프셋입니다. 위치 데이터가 데이터 배열의 시작 부분에 있기 때문에 이 값은 그냥 0입니다. 이 매개변수에 대해서는 나중에 좀 더 자세히 살펴볼 것입니다.

 

각 정점 속성은 VBO에 의해 관리되는 메모리에서 데이터를 가져오며,

 

어떤 VBO에서 데이터를 가져오는지(여러 VBO를 가질 수 있음)는 glVertexAttribPointer를 호출할 때 GL_ARRAY_BUFFER에 현재 바인딩된 VBO에 의해 결정됩니다.

 

glVertexAttribPointer를 호출하기 전에 이전에 정의된 VBO가 여전히 바인딩되어 있기 때문에, 정점 속성 0은 이제 해당 정점 데이터와 연관됩니다.

 

 

이제 OpenGL이 정점 데이터를 어떻게 해석해야 하는지 지정했으므로, glEnableVertexAttribArray를 사용하여 정점 속성 위치를 인자로 주어 정점 속성을 활성화해야 합니다

 

정점 속성은 기본적으로 비활성화되어 있습니다. 이 시점부터 모든 설정이 완료됩니다.

 

정점 버퍼 객체를 사용하여 버퍼에 정점 데이터를 초기화하고, 정점 및 프래그먼트 셰이더를 설정하고, 정점 데이터를 정점 셰이더의 정점 속성과 연결하는 방법을 OpenGL에 알렸습니다.

 

이제 OpenGL에서 객체를 그리는 것은 다음과 같이 보일 것입니다:

 

// 0. OpenGL이 사용할 수 있도록 우리의 정점 배열을 버퍼에 복사
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 1. 그런 다음 정점 속성 포인터를 설정
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);  
// 2. 객체를 렌더링할 때 우리의 셰이더 프로그램 사용
glUseProgram(shaderProgram);
// 3. 이제 객체를 그림
someOpenGLFunctionThatDrawsOurTriangle();

 

객체를 그릴 때마다 이 과정을 반복해야 합니다. 별로 많아 보이지 않을 수 있지만, 5개 이상의 정점 속성을 가지고 있고 아마도 수백 개의 다양한 객체(흔한 일)를 가질 경우를 상상해보세요.

 

적절한 버퍼 객체를 바인딩하고 각 객체의 모든 정점 속성을 구성하는 것은 빠르게 번거로운 과정이 됩니다.

 

이러한 상태 구성을 객체에 저장하고 이 객체를 바인딩하여 상태를 복원할 수 있는 방법이 있다면 어떨까요?

 

Vertex Array Object

VAO는 VBO 처럼 바인딩될 수 있으며, 그 시점부터 이루어지는 모든 정점 속성 호출이 VAO 내부에 저장됩니다.

 

이는 정점 속성 포인터를 구성할 때 그 호출을 한 번만 수행하면 되며,

 

객체를 그릴 때마다 해당 VAO를 바인딩 하기만 하면 된다는 장점이 있습니다.

 

이렇게 하면 다른 정점 데이터 및 속성 구성으로 쉽게 전환할 수 있습니다.

 

방금 설정한 모든 상태는 VAO 내에 저장됩니다.

 

 

Core OpenGL은 정점 입력에 대해 무엇을 할지 알기 위해 VAO 사용을 요구합니다.

 

VAO를 바인딩하지 않으면 OpenGL은 대부분 아무것도 그리지 않을 것입니다.

 

정점 배열 객체는 다음을 저장합니다.

 

• glEnableVertexAttribArray 또는 glDisableVertexAttribArray에 대한 호출.
• glVertexAttribPointer를 통한 정점 속성 구성.
• glVertexAttribPointer 호출에 의한 정점 속성과 연관된 정점 버퍼 객체.

 

 

VAO를 생성하는 과정은 VBO의 과정과 유사합니다.

 

unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);

 

VAO를 사용하기 위해서는 glBindVertexArray를 사용하여 VAO를 바인딩하기만 하면 됩니다.

 

그 시점부터 해당 VBO 및 속성 포인터를 바인딩/구성한 후 나중에 사용하기 위해 VAO를 해제해야 합니다.

 

객체를 그리고 싶을 때, 그리려는 객체를 그리기 전에 선호하는 설정으로 VAO를 바인딩하기만 하면 됩니다.

 

코드에서는 다음과 같이 보일 것입니다.

 

// ..:: 초기화 코드 (객체가 자주 변경되지 않는 한 한 번만 수행) :: ..
// 1. 정점 배열 객체 바인드
glBindVertexArray(VAO);
// 2. OpenGL이 사용할 수 있도록 정점 배열을 버퍼에 복사
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 3. 그런 다음 정점 속성 포인터를 설정
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

[...]

// ..:: 렌더링 루프의 그리기 코드 :: ..
// 4. 객체 그리기
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
someOpenGLFunctionThatDrawsOurTriangle();

 

이게 전부입니다. 지난 몇 백만 페이지 동안 한 모든 것이 이 순간,

 

우리의 정점 속성 구성과 사용할 VBO를 저장하는 VAO로 이어졌습니다.

 

일반적으로 여러 객체를 그리고 싶을 때, 모든 VAO(그리고 필요한 VBO 및 속성 포인터)를 먼저 생성/구성하고 나중에 사용하기 위해 저장합니다.

 

우리 객체 중 하나를 그리고 싶을 때 해당 VAO를 가져와 바인딩한 다음 객체를 그리고 VAO를 다시 해제합니다.

 

The triangle we've all been waiting for

우리가 선택한 객체를 그리기 위해, OpenGL은 현재 활성화된 쉐이더, 이전에 정의된 정점 속성 구성,

 

그리고 VAO를 통해 간접적으로 바인딩된 VBO의 정점 데이터를 사용하여 primitives를 그리는 glDrawArrays를 제공합니다.

 

glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

 

glDrawArrays 함수는 첫 번째 인자로 우리가 그리고 싶은 OpenGL primitive 유형을 받습니다.

 

두번째 인자는 그리고 싶은 정점 배열의 시작 인덱스를 지정합니다.

 

마지막 인자는 그리고 싶은 정점의 수를 지정하며, 3 입니다.