OpenGL之绘制三角形使用顶点颜色

 ● VBO、VAO 与 EBO 之间的联系与区别： ⭐️ ⭐️
  ① 顶点缓冲对象 VBO 是在显卡存储空间中开辟出的一块内存缓存区，用于存储顶点的各类属性信息，如顶点坐标、顶点法向量、顶点颜色数据等。在渲染时，可以直接从 VBO 中取出顶点的各类属性数据，由于 VBO 在显存而不是在内存中，不需要从CPU传输数据，所以处理效率更高。
   所以可以理解为 VBO 就是显存中的一个存储区域，可以保持大量的顶点属性信息。并且可以开辟很多个 VBO ，每个 VBO 在 OpenGL 中有它的唯一标识 ID ，这个 ID 对应着具体的 VBO 的显存地址，通过这个 ID 可以对特定的 VBO 内的数据进行存取操作。

  ② VAO 是一个保存了所有顶点数据属性的状态结合，它存储了顶点数据的格式以及顶点数据所需的 VBO 对象的引用。
   因为 VBO 保存了一个模型的顶点属性信息，每次绘制模型之前需要绑定顶点的所有信息。当数据量很大时，重复这样的动作变得非常麻烦。VAO 可以把这些所有的配置都存储在一个对象中，每次绘制模型时，只需要绑定这个 VAO 对象就可以了。
   另外，VAO 本身并没有存储顶点的相关属性数据，这些信息是存储在 VBO 中的，VAO 相当于是对很多个 VBO 的引用，把一些 VBO 组合在一起作为一个对象统一管理。

  ③ 索引缓冲对象 EBO 相当于 OpenGL 中的顶点数组的概念，是为了解决同一个顶点多次重复调用的问题，可以减少内存空间浪费，提高执行效率。当需要使用重复的顶点时，通过顶点的位置索引来调用顶点，而不是对重复的顶点信息重复记录，重复调用。
   EBO 中存储的内容就是顶点位置的索引 indices，EBO 跟 VBO 类似，也是在显存中的一块内存缓冲器，只不过 EBO 保存的是顶点的索引。

1.Shader.h

#pragma once    

#include<string>
#include<fstream>
#include<sstream>
#include<iostream>
using namespace std;

// 我们自己的着色器
class Shader
{
private:
    GLuint vertex, fragment;    // 顶点着色器 和 片元着色器 
public:
    GLuint Program;                // 着色器程序的ID

    // Constructor(着色器构造函数)
    Shader(const GLchar* vertexPath, const GLchar* fragmentPath)
    {
        // 文件读取系列的变量定义
        string vertexCode;
        string fragmentCode;
        ifstream vShaderFile;
        ifstream fShaderFile;

        // 异常机制处理：保证ifstream对象可以抛出异常：
        vShaderFile.exceptions(ifstream::badbit);
        fShaderFile.exceptions(ifstream::badbit);

        try
        {
            // 打开文件
            vShaderFile.open(vertexPath);
            fShaderFile.open(fragmentPath);
            stringstream vShaderStream, fShaderStream;

            // 读取文件的缓冲内容到数据流中
            vShaderStream << vShaderFile.rdbuf();
            fShaderStream << fShaderFile.rdbuf();

            // 关闭文件处理器
            vShaderFile.close();
            fShaderFile.close();

            // 转换数据流到string
            vertexCode = vShaderStream.str();
            fragmentCode = fShaderStream.str();

        }
        catch (ifstream::failure e) {    // 发生异常时输出
            cout << "ERROR::SHADER::FILE_NOT_SUCCESSFULLY_READ" << endl;
        }

        /* 将 string 类型的字符串转化为 char数组 类型 */
        const GLchar* vShaderCode = vertexCode.c_str();
        const GLchar* fShaderCode = fragmentCode.c_str();

        /* 顶点着色器 */
        vertex = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);                // 创建顶点着色器对象
        glShaderSource(vertex, 1, &vShaderCode, NULL);            // 将顶点着色器的内容传进来
        glCompileShader(vertex);                                // 编译顶点着色器
        GLint flag;                                                // 用于判断编译是否成功
        GLchar infoLog[512];
        glGetShaderiv(vertex, GL_COMPILE_STATUS, &flag); // 获取编译状态
        if (!flag)
        {
            glGetShaderInfoLog(vertex, 512, NULL, infoLog);
            cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << endl;
        }

        /* 片元着色器 */
        fragment = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);            // 创建片元着色器对象
        glShaderSource(fragment, 1, &fShaderCode, NULL);        // 将片元着色器的内容传进来
        glCompileShader(fragment);                                // 编译顶点着色器
        glGetShaderiv(fragment, GL_COMPILE_STATUS, &flag);        // 获取编译状态
        if (!flag)
        {
            glGetShaderInfoLog(fragment, 512, NULL, infoLog);
            cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << endl;
        }

        /* 着色器程序 */
        this->Program = glCreateProgram();
        glAttachShader(this->Program, vertex);
        glAttachShader(this->Program, fragment);
        glLinkProgram(this->Program);
        if (!flag)
        {
            glGetProgramInfoLog(this->Program, 512, NULL, infoLog);
            cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << endl;
        }
        // 删除着色器，它们已经链接到我们的程序中了，已经不再需要了
        glDeleteShader(vertex);
        glDeleteShader(fragment);
    }

    // Deconstructor(析构函数)
    ~Shader()
    {
        glDetachShader(this->Program, vertex);
        glDetachShader(this->Program, fragment);
        glDeleteShader(vertex);
        glDeleteShader(fragment);
        glDeleteProgram(this->Program);
    }

    void Use()
    {
        glUseProgram(this->Program);
    }
};

2.shader_f.txt

// 文件名为 “shader_f.txt”
#version 330 core        // 3.30版本
in vec3 ourColor;        // 输入(3维)颜色向量
out vec4 FragColor;     // 输出到四个浮点数构成的一个(4维)向量 FragColor
void main()
{
    FragColor = vec4(ourColor, 1.0f);    // 核心函数(颜色信息赋值)
}

3.shader_v.txt

// 文件名为 “shader_v.txt”
#version 330 core                            // 3.30版本
layout(location = 0) in vec3 position;        // 位置变量的属性位置值为0
layout(location = 1) in vec3 color;            // 颜色变量的属性位置值为1
out vec3 ourColor;                            // 颜色输出
void main()
{
    gl_Position = vec4(position, 1.0f);        // 核心函数(位置信息赋值)
    ourColor = color;
} 

4.DrawTriangleUseVColor.cpp

/* 引入相应的库 */
#include <iostream>
using namespace std;

#define GLEW_STATIC    

#include <GL/glew.h>    
#include <GLFW/glfw3.h> 
#include "Shader.h"

/* 编写各顶点位置与颜色 */
GLfloat vertices_1[] =
{    
     // position            // color
     0.0f,  0.5f, 0.0f,        1.0f, 0.0f, 0.0f,        // 上顶点(红色)
    -0.5f, -0.5f, 0.0f,        0.0f, 1.0f, 0.0f,        // 左顶点(绿色)
     0.5f, -0.5f, 0.0f,        0.0f, 0.0f, 1.0f        // 右顶点(蓝色)
};

const GLint WIDTH = 800, HEIGHT = 600;                // 窗口的长和宽

int main()
{
    /* 初始化 */
    glfwInit();
    GLFWwindow* window_1 = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "A Beautiful Triangle", nullptr, nullptr);
    int screenWidth_1, screenHeight_1;
    glfwGetFramebufferSize(window_1, &screenWidth_1, &screenHeight_1);
    glfwMakeContextCurrent(window_1);
    glewInit();

    /* 将我们自己设置的着色器文本传进来 */
    Shader ourShader = Shader("shader_v.txt", "shader_f.txt");    // 相对路径

    /* 设置顶点缓冲对象(VBO) + 设置顶点数组对象(VAO)  */
    GLuint VAO, VBO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers     (1, &VBO);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer     (GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData     (GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices_1), vertices_1, GL_STATIC_DRAW);

    /* 设置链接顶点属性 */
    glVertexAttribPointer    (0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);    // 通道 0 打开
    glVertexAttribPointer    (1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)(3 * sizeof(GLfloat)));
    glEnableVertexAttribArray(1);    // 通道 1 打开

    // draw loop 画图循环
    while (!glfwWindowShouldClose(window_1))
    {
        glViewport    (0, 0, screenWidth_1, screenHeight_1);
        glfwPollEvents();
        glClearColor  (0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        glClear       (GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        /*  第九步：绘制三角形 */
        ourShader.Use();                    // 图形渲染
        glBindVertexArray(VAO);                // 绑定 VAO
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);    // 画三角形  从第0个顶点开始 一共画3次
        glBindVertexArray(0);                // 解绑定

        glfwSwapBuffers(window_1);
    }

    glDeleteVertexArrays(1, &VAO);            // 释放资源    
    glDeleteBuffers(1, &VBO);
    glfwTerminate();                        // 结束
    return 0;
}