为什么这个 glDrawElements 调用失败了？

Question

我正在尝试整合 https://gamedev.stackexchange.com/questions/10727/fastest-way-to-draw-quads-in-opengl-es and How to draw with Vertex Array Objects and glDrawElements in PyOpenGL 的建议，在 GLFW 提供的上下文中使用 OpenGL.arrays.vbo.VBO 实现的索引缓冲区并使用助手 class 来渲染四边形。（我也是，至少现在，依赖 ctypes 获取原始数据，而不是使用 Numpy。）

我生成了以下最小示例（如果我能解决这个问题，我应该能够解决实际代码）：

import ctypes
import glfw
from OpenGL.arrays import vbo
from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GL import shaders


def setup_window():
    glfw.init()
    glfw.window_hint(glfw.CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3)
    glfw.window_hint(glfw.CONTEXT_VERSION_MINOR, 3)
    glfw.window_hint(glfw.OPENGL_FORWARD_COMPAT, True)
    glfw.window_hint(glfw.OPENGL_PROFILE, glfw.OPENGL_CORE_PROFILE)
    window = glfw.create_window(256,256,'test',None,None)
    glfw.make_context_current(window)
    glfw.set_input_mode(window, glfw.STICKY_KEYS, True)
    return window


def get_program():
    VERTEX_SHADER = shaders.compileShader("""
    #version 330
    layout(location = 0) in vec4 position;
    void main()
    {
        gl_Position = position;
    }
    """, GL_VERTEX_SHADER)
    FRAGMENT_SHADER = shaders.compileShader("""
    #version 330
    out vec4 outputColor;
    void main()
    {
        outputColor = vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
    }
    """, GL_FRAGMENT_SHADER)
    return shaders.compileProgram(VERTEX_SHADER, FRAGMENT_SHADER)


window = setup_window()
glUseProgram(get_program())
vertices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_float * 16)(
        -1, -1, 0, 0,
        -1, 1, 0, 0,
        1, 1, 0, 0,
        1, -1, 0, 0
    )
)
indices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_float * 6)(
        0, 1, 2, 1, 2, 3
    ),
    target=GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
)


while (
    glfw.get_key(window, glfw.KEY_ESCAPE) != glfw.PRESS
    and not glfw.window_should_close(window)
):
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    with vertices, indices:
        glVertexAttribPointer(0, 4, GL_FLOAT, False, 0, None)
        glEnableVertexAttribArray(0)
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, None)
    glfw.swap_buffers(window)
    glfw.poll_events()

glDrawElements 调用失败，出现完全无用的 "invalid operation" 异常。注释掉后，其他一切似乎都可以正常工作（当然除了没有绘制任何内容）。

这里到底出了什么问题？我明白使用 VBO 实例作为上下文管理器（with 块）应该确保数据是绑定的，因此应该可供 glDrawElements 渲染。

我也尝试了以下方法，但没有效果：

在 VBO 上使用显式 .bind() 调用而不是 with 块
使用空数据
将 glDrawElements 调用中的 size 参数更改为我认为正确的所有其他数字

Answer 1

您正在使用核心配置文件OpenGL context:

glfw.window_hint(glfw.OPENGL_PROFILE, glfw.OPENGL_CORE_PROFILE)

在核心配置文件上下文中，您必须使用 Vertex Array Object，因为默认的 VAO (0) 无效。
切换到兼容性配置文件 (glfw.OPENGL_COMPAT_PROFILE) 或创建顶点数组对象。我建议创建一个 VAO。

无论如何，必须在绑定 VAO 之后绑定缓冲区：

indices.bind()
vertices.bind()

并且索引的类型必须是整数，并且在 glDrawElements 处指定的类型必须对应于此类型。例如 c_int16 和 GL_UNSIGNED_SHORT:

indices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_int16 * 6)(
        0, 1, 2, 0, 2, 3
    ),
    target=GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
)

请注意，Index buffers 已在 VAO 中说明，因此必须在绑定 ELEMENT_ARRAY_BUFFER 之前绑定 VAO。
glVertexAttribPointer associates, the currently bound ARRAY_BUFFER, to the specified attribute index in the currently bound VAO. THus the VAO and the Vertex Buffer Object之前必须绑定

示例：

window = setup_window()
program = get_program()
glUseProgram(program)

vao = glGenVertexArrays(1)
glBindVertexArray(vao)

vertices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_float * 16)(
        -1, -1, 0, 1,
        -1, 1, 0, 1,
        1, 1, 0, 1,
        1, -1, 0, 1
    )
)
indices = vbo.VBO(
    (ctypes.c_int16 * 6)(
        0, 1, 2, 0, 2, 3
    ),
    target=GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
)

indices.bind()
vertices.bind()
glVertexAttribPointer(0, 4, GL_FLOAT, False, 0, None)
glEnableVertexAttribArray(0)

while (
    glfw.get_key(window, glfw.KEY_ESCAPE) != glfw.PRESS
    and not glfw.window_should_close(window)
):
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, None)
    glfw.swap_buffers(window)
    glfw.poll_events()

Answer 2

总结讨论的结果和我的测试：

VBO class 工作正常； with 块工作正常。
必须创建 VAO 才能在 OPENGL_CORE_PROFILE 中工作。我一直对如何让 VAO 与索引缓冲区一起工作感到困惑，但事实证明它并没有什么特别之处——只需设置 VAO，其余代码是相同的。它可以像 vao = glGenVertexArrays(1); glBindVertexArray(vao) 一样简单。这需要在任何需要 VAO 的函数之前发生；在此代码中，这实际上意味着 "before the with block is entered"。但当然，我也希望它在 while 循环之外，因为不断地重新创建它是没有意义的（而且我还必须清理它）。
在为 SSCCE 生成数据时，我在几个地方搞砸了。索引缓冲区需要有 ctypes.c_int16 类型的数据（它原来有）；缓冲区中的实际索引是错误的（同样，我按照 gamedev.stackexchange 示例最初让它们正确）；并且顶点的 W 坐标需要 1.0 而不是 0.0 （在我的实际代码库中，Z 和 W 组件由着色器填充，因为我试图只做 2D渲染，顶点数据将使用这些值作为纹理坐标）。

为什么这个 glDrawElements 调用失败了？

Why is this glDrawElements call failing?

python

glfw

pyopengl