在图形编程中使用顶点格式是很常见的。 例如,here 对此进行了描述。 .
但是,我正在寻找一种方法来完成不会调用未定义行为的方法 (我主要寻找 C++ 信息,但 C 也可以)。
常见的方法是这样的:首先,将顶点格式声明为结构体。
struct Vertex {
float x;
float y;
uint16_t someData;
float etc;
};
然后,您创建一个数组,填充它们,并将它们发送到您的图形 API(例如:OpenGL)。
Vertex myVerts[100];
myVerts[0].x = 42.0;
// etc.
// when done, send the data along:
graphicsApi_CreateVertexBuffer(&myVerts[0], ...);
(旁白:我跳过了告诉 API 格式是什么的部分;我们假设它知道)。
但是,图形 API 不了解您的结构。它只需要内存中的一系列值,例如:
|<--- first vertex -->||<--- second vertex -->| ...
[float][float][u16][float][float][float][u16][float] ...
由于打包和对齐问题,无法保证 myVerts
会在内存中以这种方式布局。
当然,大量的代码都是这样编写的,并且它可以工作,尽管 not being portable .
但是有没有任何可移植的方法来做到这一点,但两者都不是
1. Inefficient
2. Awkward to write
?
这基本上是一个序列化问题。另请参阅:Correct, portable way to interpret buffer as a struct
据我所知,主要的符合标准的方法是将内存分配为 char[]
。 然后,您只需按照您希望的布局方式填写所有字节即可。
但是要从上面的 struct Vertex
表示形式转换为 char[]
表示形式将需要额外的拷贝(并且是一个缓慢的逐字节拷贝,此时)。所以效率很低。
或者,您可以直接将数据写入 char[]
表示形式,但这非常尴尬。说 verts[5].x = 3.0f
比寻址到字节数组、将 float 写入 4 个字节等要好得多。
有没有一种好的、可移植的方法来做到这一点?
请您参考如下方法:
However, the graphics API has no knowledge about your struct. It just wants a sequence of values in memory, something like:
|<--- first vertex -->||<--- second vertex -->| ... [float][float][u16][float][float][float][u16][float] ...
这不是真的。图形 API 了解您的结构,因为您告诉了它您的结构。你甚至已经知道了:
(Aside: I skipped the part where you tell the API what the format is; we'll just assume it knows).
当您告诉图形 API 每个字段在结构中的位置时,您应该使用 sizeof
和 offsetof
而不是猜测结构的布局。那么即使编译器插入填充,您的代码也将正常工作。例如(在 OpenGL 中):
struct Vertex {
float position[2];
uint16_t someData;
float etc;
};
glVertexAttribPointer(position_index, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(struct Vertex), (void*)offsetof(struct Vertex, position));
glVertexAttribIPointer(someData_index, 1, GL_SHORT, sizeof(struct Vertex), (void*)offsetof(struct Vertex, someData));
glVertexAttribPointer(etc_index, 1, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(struct Vertex), (void*)offsetof(struct Vertex, etc));
不是
glVertexAttribPointer(position_index, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 14, (void*)0);
glVertexAttribIPointer(someData_index, 1, GL_SHORT, 14, (void*)8);
glVertexAttribPointer(etc_index, 1, GL_FLOAT, GL_FALSE, 14, (void*)10);
当然,如果您以已知格式(可能与编译器的结构布局不同)从磁盘读取顶点作为字节 block ,那么您可以使用硬编码布局来解释这些字节。如果您将顶点视为结构数组,则使用编译器为您决定的布局。