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Learn OpenGL Getting started 2-4. Hello Triangle

그래픽 파이프라인에 대한 정리는 별도의 페이지로 만들 예정

Vertex Input

컴퓨터 그래픽스에서의 vertex는 위치 정보뿐만 아니라, 구현하 목적에 맞도록 부가적인 정보를 추가하여 정의
NDC(normailzed device doordinates) 범위 안에 float배열로 정의하여 전달
Vertex Shader/Fragment Shader
GPU에게 정점 데이터를 어떻게 처리해야 하는지 지시
Vertex Shader
- 순서
  1. GPU에 정점 데이터를 저장할 공간의 메모리를 할당
  2. OpenGL이 어떻게 메모리를 해석할 것인지 구성하고 데이터를 어떻게 그래픽 카드에 전달할 것인지에 대해 명시
  3. vertex shader가 명시한 만큼의 정점들을 메모리에서 처리
    - VBO(vertex buffer objects)라고 불리는 것을 통해 이 메모리를 관리
    - 가능한 많은 데이터를 한 번에 보내, 처리 속도를 올리기 위해
```
  #version 330 core
  layout (location = 0) in vec3 aPos;
      
  void main()
  {
      gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);
  }
```

Fragment Shader

픽셀의 출력 컬러 값을 계산하는 것에 관한 쉐이더

  #version 330 core
  out vec4 FragColor;
      
  void main()
  {
      FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);
  }

이후 두 셰이더 프로그램을 연결

glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);

Linking Vertex Attributes

OpenGL은 메모리 상의 정점 데이터를 어떻게 해석해야하는지 모른다
- 정점 데이터를 vertex shader의 속성들과 어떻게 연결해야 하는지도 모름
- OpenGL에게 이러한 것들을 알려주어야 한다
Vertex shader는 모든 입력을 정점 속성으로 지정할 수 있도록 해줌
- 따라서 입력 데이터의 어느 부분이 vertex shader의 어떠한 정점 속성과 맞는지 직접 지정해야 한다
```
  glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
  glEnableVertexAttribArray(0);
```
- glVertexAttribPointer()
  - 설정할 vertex 속성
    - Vertex shader에서 layout (location = 0) 코드를 사용했으므로, vertex 속성의 location을 0으로 지정
  - vertex 속성의 크기
    - vec3 타입이므로 3개의 값
  - 데이터의 타입
    - GLSL에서 vec는 실수형 점으로 이루어진다
  - 데이터를 정규화 여부
    - GL_TRUE로 설정하면 0(부호를 가진 데이터라면 -1)과 1 사이에 있지 않는 값들의 데이터들이 그 사이의 값들로 매핑
  - stride라고도 불리며 연이은 vertex 속성 세트들 사이의 공백
    - 다음 포지션 데이터의 세트는 정확히 float 타입 3개의 크기 뒤에 떨어져 있습니다. 즉, 여기서는 3 * sizeof(float)을 stride로 지정
    - 배열이 빽빽히 채워져 있어, 다음 vertex 속성 값 사이에 공백이 없다면, stride를 0으로 지정 가능
      - OpenGL이 알아서 stride를 지정하게 할 수 있다
      - 만약 또다른 vertex 속성들이 있다면 공간을 정의해야 한다
  - 버퍼에서 데이터가 시작하는 위치의 offset
    - void* 타입이므로 형변환이 필요
    - 현재는 위치 데이터가 데이터 배열의 시작 부분에 있기 때문이 0으로 지정
OpenGL에게 vertex 데이터 해석방법을 지정한 후에는, glEnableVertexAttribArray() 의 파라미터로 vertex 속성 location를 전달하고 호출하여 vertex 속성을 사용할 수 있도록 함
- Vertex 속성은 기본적으로 사용하지 못하도록 설정되어 있다
각 vertex 속성은 VBO에 의해 관리되는 메모리로부터 데이터를 받음

OpenGL의 오브젝트를 그리는 것은 다음과 같은 형식을 취한다

  // 0. vertex가 저장된 배열을 OpenGL이 사용할 수 있도록 복제
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
  // 1. vertex attribute pointer 설정
  glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
  glEnableVertexAttribArray(0);  
  // 2. 셰이더 프로그램 사용을 설정한 뒤 도형 렌더링
  glUseProgram(shaderProgram);

Element Buffer Objects

vertex의 중복을 막을 수 있음
핵심: 삼각형 두 개로 사각형을 그리는 경우 → 4개의 정점만 저장
- 즉, 고유한 정점만 저장하고, 그리는 순서를 지정하면 된다
EBO는 VBO처럼 버퍼
EBO에는 그리는 순서를 저장(indices)
- 여전히 VBO에 vertex를 저장한다

  // ..:: 초기화 코드 :: ..
  // 1. Vertex Array Object 바인딩
  glBindVertexArray(VAO);
  // 2. OpenGL이 사용하기 위해 vertex 리스트를 vertex 버퍼에 복사
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
  // 3. OpenGL이 사용하기 위해 인덱스 리스트를 element 버퍼에 복사
  glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
  glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);
  // 4. 그런 다음 vertex 속성 포인터를 세팅
  glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
  glEnableVertexAttribArray(0);  
  
  // ...
    
  // ..:: 드로잉 코드 (렌더링 루프 내부) :: ..
  glUseProgram(shaderProgram);
  glBindVertexArray(VAO);
  glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0)
  glBindVertexArray(0);

출처

https://learnopengl.com/Getting-started/Hello-Window

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Vertex Shader/Fragment Shader

Linking Vertex Attributes

Element Buffer Objects