Opengl常用緩沖對象功能介紹及使用示例（C++實現）

本文整理了常用的opengl緩沖區對象并安排了使用示例

名稱英文全稱作用簡述
頂點數組對象Vertex Array Object (VAO)管理 VBO 和 EBO 的配置，存儲頂點屬性設置，簡化渲染流程，避免重復設置狀態
頂點緩沖區對象Vertex Buffer Object (VBO)存儲頂點屬性數據，提升渲染性能
索引緩沖區對象Element/Index Buffer Object (EBO/IBO)存儲頂點索引，減少數據冗余
統一緩沖區對象Uniform Buffer Object (UBO)存儲著色器統一變量，方便多著色器共享
著色器存儲緩沖區對象Shader Storage Buffer Object (SSBO)供著色器直接讀寫復雜數據
像素緩沖區對象Pixel Buffer Object (PBO)加速像素數據在 CPU 和 GPU 間傳輸
變換反饋緩沖區對象Transform Feedback Buffer Object (TFBO)存儲處理后的頂點數據用于后續渲染
原子計數器緩沖區對象Atomic Counter Buffer Object (ACBO)存儲可并發修改的計數器
紋理緩沖區對象Texture Buffer Object (TBO)將緩沖區數據作為一維紋理采樣
查詢對象Query Object查詢 OpenGL 操作狀態和結果用于調試
幀緩沖區對象Framebuffer Object (FBO)自定義渲染目標實現離屏渲染
渲染緩沖區對象Renderbuffer Object (RBO)與 FBO 配合存儲單一圖像數據
命令緩沖區Command Buffer提前記錄命令，減少 CPU - GPU 同步開銷
稀疏紋理Sparse Texture僅為紋理實際部分分配內存，節省空間
采樣器緩沖區對象Sampler Buffer Object結合緩沖區與采樣器功能訪問數據
多視圖幀緩沖區對象Multiview Framebuffer Object支持同時渲染到多個視圖用于特殊渲染

1. 頂點數組對象（Vertex Array Object, VAO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {// 初始化 GLFWif (!glfwInit()) {std::cerr << "GLFW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 創建窗口GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "VAO 示例", nullptr, nullptr);if (!window) {glfwTerminate();std::cerr << "窗口創建失敗" << std::endl;return -1;}glfwMakeContextCurrent(window);// 初始化 GLEWif (glewInit() != GLEW_OK) {glfwTerminate();std::cerr << "GLEW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 創建 VAOGLuint VAO;glGenVertexArrays(1, &VAO);// 綁定 VAOglBindVertexArray(VAO);// 這里可以進行 VBO 和 EBO 的綁定與設置// 解綁 VAOglBindVertexArray(0);// 主循環while (!glfwWindowShouldClose(window)) {// 處理事件glfwPollEvents();// 綁定 VAOglBindVertexArray(VAO);// 繪制操作// glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);// 解綁 VAOglBindVertexArray(0);// 交換緩沖區glfwSwapBuffers(window);}// 清理 VAOglDeleteVertexArrays(1, &VAO);// 終止 GLFWglfwTerminate();return 0;
}

2. 頂點緩沖區對象（Vertex Buffer Object, VBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "VBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 頂點數據float vertices[] = {-0.5f, -0.5f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.0f,0.0f,  0.5f, 0.0f};// 創建 VBOGLuint VBO;glGenBuffers(1, &VBO);// 綁定 VBOglBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);// 填充數據glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);// 解綁 VBOglBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 VBOglDeleteBuffers(1, &VBO);return 0;
}

3. 索引緩沖區對象（Element Buffer Object, EBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "EBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 頂點數據float vertices[] = {-0.5f, -0.5f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.0f,0.0f,  0.5f, 0.0f};// 索引數據unsigned int indices[] = {0, 1, 2};// 創建 EBOGLuint EBO;glGenBuffers(1, &EBO);// 綁定 EBOglBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);// 填充數據glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);// 解綁 EBOglBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 EBOglDeleteBuffers(1, &EBO);return 0;
}

4. 統一緩沖區對象（Uniform Buffer Object, UBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>const GLuint UBO_BINDING_POINT = 0;int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "UBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 創建 UBOGLuint UBO;glGenBuffers(1, &UBO);// 綁定 UBOglBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, UBO);// 分配內存glBufferData(GL_UNIFORM_BUFFER, 16 * sizeof(float), nullptr, GL_STATIC_DRAW);// 綁定到指定綁定點glBindBufferBase(GL_UNIFORM_BUFFER, UBO_BINDING_POINT, UBO);// 解綁 UBOglBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 UBOglDeleteBuffers(1, &UBO);return 0;
}

5. 著色器存儲緩沖區對象（Shader Storage Buffer Object, SSBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "SSBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 數據float data[] = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};// 創建 SSBOGLuint SSBO;glGenBuffers(1, &SSBO);// 綁定 SSBOglBindBuffer(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, SSBO);// 填充數據glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, sizeof(data), data, GL_STATIC_DRAW);// 綁定到指定綁定點glBindBufferBase(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0, SSBO);// 解綁 SSBOglBindBuffer(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 SSBOglDeleteBuffers(1, &SSBO);return 0;
}

6. 像素緩沖區對象（Pixel Buffer Object, PBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "PBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 創建 PBOGLuint PBO;glGenBuffers(1, &PBO);// 綁定 PBOglBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER, PBO);// 分配內存glBufferData(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER, 800 * 600 * 4, nullptr, GL_STREAM_DRAW);// 解綁 PBOglBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 PBOglDeleteBuffers(1, &PBO);return 0;
}

7. 變換反饋緩沖區對象（Transform Feedback Buffer Object, TFBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "TFBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 創建 TFBOGLuint TFBO;glGenBuffers(1, &TFBO);// 綁定 TFBOglBindBuffer(GL_TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER, TFBO);// 分配內存glBufferData(GL_TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER, 1024, nullptr, GL_STATIC_DRAW);// 綁定到變換反饋綁定點glBindBufferBase(GL_TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER, 0, TFBO);// 解綁 TFBOglBindBuffer(GL_TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 TFBOglDeleteBuffers(1, &TFBO);return 0;
}

8. 原子計數器緩沖區對象（Atomic Counter Buffer Object, ACBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "ACBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 創建 ACBOGLuint ACBO;glGenBuffers(1, &ACBO);// 綁定 ACBOglBindBuffer(GL_ATOMIC_COUNTER_BUFFER, ACBO);// 分配內存glBufferData(GL_ATOMIC_COUNTER_BUFFER, sizeof(GLuint), nullptr, GL_DYNAMIC_DRAW);// 綁定到指定綁定點glBindBufferBase(GL_ATOMIC_COUNTER_BUFFER, 0, ACBO);// 解綁 ACBOglBindBuffer(GL_ATOMIC_COUNTER_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 ACBOglDeleteBuffers(1, &ACBO);return 0;
}

9. 紋理緩沖區對象（Texture Buffer Object, TBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "TBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 數據float data[] = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};// 創建 TBOGLuint TBO;glGenBuffers(1, &TBO);// 綁定 TBOglBindBuffer(GL_TEXTURE_BUFFER, TBO);// 填充數據glBufferData(GL_TEXTURE_BUFFER, sizeof(data), data, GL_STATIC_DRAW);// 創建紋理GLuint texture;glGenTextures(1, &texture);// 綁定紋理glBindTexture(GL_TEXTURE_BUFFER, texture);// 將 TBO 關聯到紋理glTexBuffer(GL_TEXTURE_BUFFER, GL_R32F, TBO);// 解綁 TBO 和紋理glBindBuffer(GL_TEXTURE_BUFFER, 0);glBindTexture(GL_TEXTURE_BUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 TBO 和紋理glDeleteBuffers(1, &TBO);glDeleteTextures(1, &texture);return 0;
}

10. 查詢對象（Query Object）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "查詢對象示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 創建查詢對象GLuint query;glGenQueries(1, &query);// 開始查詢glBeginQuery(GL_SAMPLES_PASSED, query);// 這里進行繪制操作// glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);// 結束查詢glEndQuery(GL_SAMPLES_PASSED);// 獲取查詢結果GLuint result;glGetQueryObjectuiv(query, GL_QUERY_RESULT, &result);std::cout << "采樣通過數量: " << result << std::endl;// 清理查詢對象glDeleteQueries(1, &query);glfwTerminate();return 0;
}

11. 幀緩沖區對象（Framebuffer Object, FBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "FBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 創建 FBOGLuint FBO;glGenFramebuffers(1, &FBO);// 綁定 FBOglBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, FBO);// 這里可以創建并附加紋理或渲染緩沖區// 檢查 FBO 是否完整if (glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER) != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE)std::cerr << "FBO 不完整" << std::endl;// 解綁 FBOglBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 FBOglDeleteFramebuffers(1, &FBO);return 0;
}

12. 渲染緩沖區對象（Renderbuffer Object, RBO）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "RBO 示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();// 創建 RBOGLuint RBO;glGenRenderbuffers(1, &RBO);// 綁定 RBOglBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, RBO);// 分配內存glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH24_STENCIL8, 800, 600);// 解綁 RBOglBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, 0);glfwTerminate();// 清理 RBOglDeleteRenderbuffers(1, &RBO);return 0;
}

13. 命令緩沖區（Command Buffer）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
#include <vector>// 模擬命令結構體
struct Command {enum Type { DRAW_ARRAYS } type;GLenum mode;GLint first;GLsizei count;
};int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "命令緩沖區示例", nullptr, nullptr);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();std::vector<Command> commandBuffer;// 添加命令到緩沖區Command cmd;cmd.type = Command::DRAW_ARRAYS;cmd.mode = GL_TRIANGLES;cmd.first = 0;cmd.count = 3;commandBuffer.push_back(cmd);// 執行命令緩沖區中的命令for (const auto& cmd : commandBuffer) {if (cmd.type == Command::DRAW_ARRAYS) {glDrawArrays(cmd.mode, cmd.first, cmd.count);}}glfwTerminate();return 0;
}

稀疏紋理（Sparse Texture）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>const int WIDTH = 800;
const int HEIGHT = 600;int main() {// 初始化 GLFWif (!glfwInit()) {std::cerr << "GLFW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 創建窗口GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "Sparse Texture Example", nullptr, nullptr);if (!window) {glfwTerminate();std::cerr << "窗口創建失敗" << std::endl;return -1;}glfwMakeContextCurrent(window);// 初始化 GLEWif (glewInit() != GLEW_OK) {glfwTerminate();std::cerr << "GLEW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 檢查是否支持稀疏紋理擴展if (!GLEW_ARB_sparse_texture) {std::cerr << "不支持 ARB_sparse_texture 擴展" << std::endl;glfwTerminate();return -1;}// 創建紋理對象GLuint texture;glGenTextures(1, &texture);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);// 設置紋理參數glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);// 分配稀疏紋理存儲GLint alignment;glGetInternalformativ(GL_TEXTURE_2D, GL_RGBA8, GL_TEXTURE_SPARSE_ARB, 1, &alignment);glTexStorage2DMultisample(GL_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE, 4, GL_RGBA8, WIDTH, HEIGHT, GL_TRUE);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_SPARSE_ARB, GL_TRUE);// 定義一個稀疏紋理的子區域GLint x = 0, y = 0, z = 0;GLint width = WIDTH / 2, height = HEIGHT / 2, depth = 1;GLint level = 0;glTexPageCommitmentARB(GL_TEXTURE_2D, level, x, y, z, width, height, depth, GL_TRUE);// 主循環while (!glfwWindowShouldClose(window)) {glfwPollEvents();// 清屏glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);// 這里可以進行紋理繪制操作glfwSwapBuffers(window);}// 清理資源glDeleteTextures(1, &texture);glfwTerminate();return 0;
}

采樣器緩沖區對象（Sampler Buffer Object）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>const int WIDTH = 800;
const int HEIGHT = 600;int main() {// 初始化 GLFWif (!glfwInit()) {std::cerr << "GLFW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 創建窗口GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "Sampler Buffer Object Example", nullptr, nullptr);if (!window) {glfwTerminate();std::cerr << "窗口創建失敗" << std::endl;return -1;}glfwMakeContextCurrent(window);// 初始化 GLEWif (glewInit() != GLEW_OK) {glfwTerminate();std::cerr << "GLEW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 創建緩沖區對象GLuint buffer;glGenBuffers(1, &buffer);glBindBuffer(GL_TEXTURE_BUFFER, buffer);// 分配緩沖區數據const int bufferSize = 1024;float* data = new float[bufferSize];for (int i = 0; i < bufferSize; ++i) {data[i] = static_cast<float>(i);}glBufferData(GL_TEXTURE_BUFFER, bufferSize * sizeof(float), data, GL_STATIC_DRAW);delete[] data;// 創建紋理對象并綁定到緩沖區GLuint texture;glGenTextures(1, &texture);glBindTexture(GL_TEXTURE_BUFFER, texture);glTexBuffer(GL_TEXTURE_BUFFER, GL_R32F, buffer);// 主循環while (!glfwWindowShouldClose(window)) {glfwPollEvents();// 清屏glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);// 這里可以在著色器中使用采樣器緩沖區對象進行采樣操作glfwSwapBuffers(window);}// 清理資源glDeleteTextures(1, &texture);glDeleteBuffers(1, &buffer);glfwTerminate();return 0;
}

多視圖幀緩沖區對象（Multiview Framebuffer Object）

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>const int WIDTH = 800;
const int HEIGHT = 600;int main() {// 初始化 GLFWif (!glfwInit()) {std::cerr << "GLFW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 創建窗口GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "Multiview Framebuffer Object Example", nullptr, nullptr);if (!window) {glfwTerminate();std::cerr << "窗口創建失敗" << std::endl;return -1;}glfwMakeContextCurrent(window);// 初始化 GLEWif (glewInit() != GLEW_OK) {glfwTerminate();std::cerr << "GLEW 初始化失敗" << std::endl;return -1;}// 檢查是否支持多視圖擴展if (!GLEW_NV_multiview) {std::cerr << "不支持 NV_multiview 擴展" << std::endl;glfwTerminate();return -1;}// 創建幀緩沖區對象GLuint fbo;glGenFramebuffers(1, &fbo);glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);// 創建紋理附件GLuint texture;glGenTextures(1, &texture);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D_ARRAY, texture);glTexStorage3D(GL_TEXTURE_2D_ARRAY, 1, GL_RGBA8, WIDTH, HEIGHT, 2); // 2 個視圖// 將紋理附件附加到幀緩沖區glFramebufferTexture(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, texture, 0);// 設置多視圖GLuint views[] = {0, 1};glNamedFramebufferMultiviewOVR(fbo, GL_COLOR_ATTACHMENT0, texture, 0, 0, 2, 2, views);// 主循環while (!glfwWindowShouldClose(window)) {glfwPollEvents();// 清屏glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);// 這里可以進行多視圖渲染操作glfwSwapBuffers(window);}// 清理資源glDeleteTextures(1, &texture);glDeleteFramebuffers(1, &fbo);glfwTerminate();return 0;
}

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