如何使用来自 PyGLM 的数据初始化缓冲区对象的数据存储？

Question

我指定了以下 Shader Storage Buffer in the Vertex Shader:

layout(std430, binding = 1) buffer MVP
{
    mat4 u_proj;
    mat4 u_view;
    mat4 u_model;
} mvp_data;

我已经初始化了模型、视图和投影矩阵：

model = glm.mat4(1)
view  = glm.lookAt(glm.vec3(0,-3,0), glm.vec3(0,0,0), glm.vec3(0,0,1))
proj  = glm.perspective(glm.radians(90), self.__vp_size[0]/self.__vp_size[1], 0.1, 100)

如何使用 glBufferData（或 glNamedBufferData）

创建和初始化缓冲区对象的数据存储

ssbo = glGenBuffers( 1 )
glBindBuffer(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, ssbo )
glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 3*16*4, ???, GL_STATIC_DRAW )

分别由glBufferSubData（或glNamedBufferSubData）初始化

ssbo = glGenBuffers( 1 )
glBindBuffer(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, ssbo )
glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 3*16*4, None, GL_STATIC_DRAW )
glBufferSubData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0, ???, ???);

由于 SSBO 包含 3（紧密包装）mat4，缓冲区的大小为 3 * 16 * 4（3 个 4x4 矩阵，元素数据类型为 float）。
所以缓冲区的初始化可以通过一个NumPy数组来完成。
但是如何将 PyGLM 矩阵有效地分配给 NumPy 数组？

buffer_data = numpy.zeros(3*16, dtype=numpy.float32)

??? buffer_data = model, view, proj

glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, buffer_data.nbytes, buffer_data, GL_STATIC_DRAW)

或者是否有更有效的解决方案，无需将数据复制到 NumPy 数组？

Answer 1

最后我自己找到了解决方案。

需要注意的是，Shader Storage Buffer 由 344=48 个紧密排列的浮点数组成。

PyGlm provides the handy functions glm.value_ptr and glm.sizeof. glm.value_ptr corresponds to the glm::value_ptr. glm.sizeof works like c++ sizeof operator 用于 glm 数据类型。

这个函数可以与glBufferSubData wrapping of PyOpenGL一起使用来更新缓冲区数据：

glBufferSubData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0,                      glm.sizeof(glm.mat4), glm.value_ptr(model))
glBufferSubData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 1*glm.sizeof(glm.mat4), glm.sizeof(glm.mat4), glm.value_ptr(view))
glBufferSubData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 2*glm.sizeof(glm.mat4), glm.sizeof(glm.mat4), glm.value_ptr(proj))

类型 glm.mat4 的对象可以分配给形状 (4, 4) 类型 np.float32 的 numpy.array。所以这 3 个矩阵可以分配给形状为 (3, 4, 4):

的 numpy.array 的元素

buffer_data = np.empty([3, 4, 4], dtype=np.float32)
buffer_data[0] = model
buffer_data[1] = view
buffer_data[2] = proj

这个数组可用于一次更新整个缓冲区数据：

buffer_size = buffer_data.size * buffer_data.itemsize
glBufferSubData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0, buffer_size, buffer_data)

或者对于缓冲区对象数据存储的初始glBufferData创建和初始化：

glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, buffer_data, GL_DYNAMIC_DRAW)

从 PyGLM 版本 2.0.0 开始，有一种更简单的方法来这个。见 Using Arrays:

PyGLM's array type was introduced in version 2.0.0 to reduce the likelihood of requiring users to also use numpy besides glm. It's mainly intended to provide a way of passing multiple glm type instances (such as vectors) to external C functions (such as glBufferData).

buffer_data = glm.array(model, view, proj)
glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, buffer_data.nbytes, buffer_data.ptr, GL_STATIC_DRAW)

Answer 2

有一种方法可以一次更新所有数据，而无需使用 numpy。

在 PyGLM 文档中，它说 (https://github.com/Zuzu-Typ/PyGLM/wiki/Using-arrays):

PyGLM's array type was introduced in version 2.0.0 to reduce the likelihood of requiring users to also use numpy besides glm. It's mainly intended to provide a way of passing multiple glm type instances (such as vectors) to external C functions (such as glBufferData).

你可以做的是像这样用 glm.array 包裹矩阵：

buffer_data = glm.array(model, view, proj)

然后像这样更新数据：

glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, buffer_data.nbytes, buffer_data.ptr, GL_STATIC_DRAW)

注意：nbytes 和 ptr 内置于 glm.array 的成员中，您使用它们代替 glm.sizeof 和 glm.value_ptr。

如何使用来自 PyGLM 的数据初始化缓冲区对象的数据存储？

How to initialize a buffer object's data store with data from PyGLM?

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