색인 생성 원칙

지금까지, 우리가 VBO를 만들때마다 삼각형이 같은 정점을 공유함에도 불구하고 정점을 복사했어요.

이번 튜토리얼에선 인덱싱을 소개할게요. 동일한 정점을 반복해서 사용하는 기법인데. 인덱스 버퍼라고 불러요.

인덱스 버퍼는 다양한 메시의 속성 버퍼(Position, Normal, UV 좌표…)를 참조하는 세 개의 정수를 저장하는 버퍼에요. OBJ 파일 형식이랑 비슷한데, 기억나요? 한가지 차이점이 있다면 인덱스 버퍼는 오직 하나고. 삼각형끼리 꼭지점을 공유하려면 모든 속성이 같아야 한다는 거에요.

공유 정점 VS 분할 정점

자. 법선 예제를 들고와볼게요. 이 그림에서 두 삼각형을 만든 예술가는 매끄러운 표면을 만들고 싶어 하는 것 같아요. 그렇게 해주려면 두 삼각형의 법선을 단일 꼭지점 법선으로 합칠 수 있겠죠? 시각화를 위해 매끄러운 표면의 모습을 나타내는 빨간선을 그릴게요.

두번째 그림에서는 어, 아티스트가 뾰족하게 보이길 원했나봐요. 하지만 만약 우리가 법선을 합친다면 - 셰이더는 평소같이 이걸 보간할 거고, 방금전이랑 비슷한 부드러운 면을 만들겠네요.

그래서 이 경우에는 두 개의 다른 법선(각 꼭지점마다 하나씩이요.)을 갖는 게 더 좋아보이네요. OpenGL에서 이 작업을 하려면 전체 속성 세트과 전체 정점을 복제해야해요. 그게 유일한 방법이에요.

OpenGL에서 VBO(Vertex Buffer Object) 인덱싱하기

인덱싱을 사용하는건 아주 간단해요. 우선, 인덱스를 담을만한 추가적인 버퍼를 만드셔야 해요. 이 코드는 옛날이랑 같지만. ARRAY_BUFFER가 ELEMENT_ARRAY_BUFFER로 바뀌었어요.

std::vector<unsigned int> indices;

// fill "indices" as needed

// Generate a buffer for the indices
 GLuint elementbuffer;
 glGenBuffers(1, &elementbuffer);
 glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, elementbuffer);
 glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indices.size() * sizeof(unsigned int), &indices[0], GL_STATIC_DRAW);

glDrawArrays 대신, 이걸 써서 그림을 그릴게요 :

// Index buffer
 glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, elementbuffer);

 // Draw the triangles !
 glDrawElements(
     GL_TRIANGLES,      // mode
     indices.size(),    // count
     GL_UNSIGNED_INT,   // type
     (void*)0           // element array buffer offset
 );

(참고 : “unsighed int”를 쓰는 것보단 “unsigned short”를 쓰는 것이 더 좋을거에요. 왜냐하면 그게 더 메모리를 적게먹고, 더 빠르거든요.)

인덱스 버퍼 체우기

자. 이제 진짜 문제가 생겼어요. 아까 말했듯 OpenGL은 하나의 인덱스 버퍼만 가질 수 있는데. OBJ(와, 인기있는 다른 3D 형식들은) 속성마다 하나의 인덱스 버퍼를 쓰고 있어요. 그러니까 우리는 이 N개의 인덱스 버퍼를, 하나의 인덱스 버퍼로 만들어야해요.

알고리즘은 다음과 같아요. :

For each 입력 정점마다. 
    이미 나온 결과에서 비슷한 정점(모든 속성이 같은걸로!)을 찾아봐요.
    찾았다! :
        비슷한 정점이 이미 VBO에 있네요. 대신 사용합시다!
    못찾았다.. :
        비슷한 정점은 없으니, VBO에 추가합시다. 

이 구현 내용이 담긴 C++ 코드는 common/vboindexer.cpp에서 볼 수 있어요. 알고리즘을 이해시키기 위해 많은 주석이 달려져 있어요.

유사성의 기준은, 정점의 위치, UV, 그리고 법선이 동일해야한다는 말이에요. 더 많은 속성을 추가하시면 똑같이 검사하셔야 하고요.

유사한 정점 검사는 느린 선형 검사로 실행되요. std::map을 쓰는 것이 현업에서 쓰는데 더 적합할거에요.

추가 : FPS 측정기

이건 인덱싱에 관한건 아닌데,The FPS counter를 볼 좋은 시기인 것 같아요. 왜냐하면 우리가 오늘 한 인덱싱으로 속도가 얼마나 향상되엇나 볼 수 있거든요. 다른 성능 도구들은 Tools - Debuggers에서 볼 수 있어요.