OpenGL DSA(Direct State Access)

我会带着你远行 2022-08-31 14:16 124阅读 0赞

# 前言 #

直接状态访问( DSA ) 是一种修改 OpenGL 对象而无需将它们绑定到上下文的方法。这允许在本地上下文中修改对象状态，而不会影响应用程序所有部分共享的全局状态，即直接访问一个对象的状态而不需要绑定到全局状态机上。它还使 API 更加面向对象，因为可以清楚地识别修改对象状态的函数。

在 2014 年发布的 OpenGL4.5 标准，ARB\_direct\_state\_access 扩展进入核心。在没有 DSA 的时代，需要按照状态机模式 bind 对象为当前操作对象后在进行全局操作。

文档：[https://www.khronos.org/opengl/wiki/Direct\_State\_Access][https_www.khronos.org_opengl_wiki_Direct_State_Access]

文档：[https://www.khronos.org/registry/OpenGL/extensions/ARB/ARB\_direct\_state\_access.txt][https_www.khronos.org_registry_OpenGL_extensions_ARB_ARB_direct_state_access.txt]

# 正文 #

OpenGL 之前一直采用状态机模式进行操作，如顶点初始化数据：

glGenBuffers(1, &vbo);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

先调用 bind  绑定对象为状态机的全局对象，后面的操作虽然没有指定这个对象，但还是可以正确的对该对象进行操作。在代码复杂的时候，如果 bind 和操作没有匹配上就很尴尬了。频繁的切换 bind，驱动层频繁查找与解引用，影响性能。

在 2014 年发布的 OpenGL4.5 标准，ARB\_direct\_state\_access 扩展进入核心。

一些接口命名上的更新：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dvbmdqaWFuYm8xOTky_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

这里有一些不同点。以前的 glGen\* 系列函数只生成对象 id，内部没有初始化相关状态，这是在 glBind\* 时进行的；而 4.5 的 DSA 提供的 glCreate\* 系列函数，生成 id 的同时也进行了初始化。还有就是，很多 DSA 函数，都需要配合 glCreate\* 来使用，不能用于 glGen\* 。

# 对比 #

顶点不使用DSA：

glGenVertexArrays(1, &vao);
    glBindVertexArray(vao);
    glGenBuffers(1, &vbo);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

顶点使用DSA：

glCreateVertexArrays(1, &vao);
    glCreateBuffers(1, &vbo);
    glNamedBufferStorage(vbo, sizeof(vertices), vertices, GL_DYNAMIC_STORAGE_BIT);
    glVertexArrayVertexBuffer(vao, 0, vbo, 0, 3*sizeof(float));
    glEnableVertexArrayAttrib(vao, 0);
    glVertexArrayAttribFormat(vao, 0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0);
    glVertexArrayAttribBinding(vao, 0, 0);

以下来自参考博客

着色器程序不使用DSA：

glUseProgram(progId);
    glUniform1f(loc, x);

着色器程序使用DSA：

glProgramUniform1fEXT(progId, loc, x);

纹理不使用 DSA：

glGenTextures(1, &name); 
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, name); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE ); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE );
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); 
    glTexStorage2D(GL_TEXTURE_2D, 1, GL_RGBA8, width, height); 
    glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, width, height, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);

纹理使用 DSA：

glCreateTextures(GL_TEXTURE_2D, 1, &name);
    glTextureParameteri(name, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE );
    glTextureParameteri(name, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE ); 
    glTextureParameteri(name, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
    glTextureParameteri(name, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); 
    glTextureStorage2D(name, 1, GL_RGBA8, width, height); 
    glTextureSubImage2D(name, 0, 0, 0, width, height, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);

帧缓冲不使用DSA：

glGenFramebuffers(1, &fbo); 
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo); 
    glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, tid, 0);

帧缓冲使用DSA：

glCreateFramebuffers(1, &fbo); 
    glNamedFramebufferTexture(fbo, GL_COLOR_ATTACHMENT0, tex, 0); 
    glNamedFramebufferTexture(fbo, GL_DEPTH_ATTACHMENT, depthTex, 0);

缓冲不使用DSA：

struct vertex_t { vec3 pos, nrm; vec2 tex; }; glBindVertexArray(vao); 
    glBindVertexBuffer(0, vbo, 0, sizeof(vertex_t)); 
    glEnableVertexAttribArray(0); 
    glEnableVertexAttribArray(1); 
    glEnableVertexAttribArray(2); 
    glVertexAttribFormat(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, offsetof(vertex_t, pos)); 
    glVertexAttribFormat(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, offsetof(vertex_t, nrm)); 
    glVertexAttribFormat(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, offsetof(vertex_t, tex)); 
    glVertexAttribBinding(0, 0); 
    glVertexAttribBinding(1, 0); 
    glVertexAttribBinding(2, 0);

缓冲使用DSA：

glVertexArrayVertexBuffer(vao, 0, data->vbo, 0, sizeof(vertex_t)); 
    glEnableVertexArrayAttrib(vao, 0); 
    glEnableVertexArrayAttrib(vao, 1); 
    glEnableVertexArrayAttrib(vao, 2); 
    glVertexArrayAttribFormat(vao, 0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, offsetof(vertex_t, pos)); 
    glVertexArrayAttribFormat(vao, 1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, offsetof(vertex_t, nrm)); 
    glVertexArrayAttribFormat(vao, 2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, offsetof(vertex_t, tex)); 
    glVertexArrayAttribBinding(vao, 0, 0); 
    glVertexArrayAttribBinding(vao, 1, 0); 
    glVertexArrayAttribBinding(vao, 2, 0);

# 参考 #

文档：[https://www.khronos.org/opengl/wiki/Direct\_State\_Access][https_www.khronos.org_opengl_wiki_Direct_State_Access]

文档：[https://www.khronos.org/registry/OpenGL/extensions/ARB/ARB\_direct\_state\_access.txt][https_www.khronos.org_registry_OpenGL_extensions_ARB_ARB_direct_state_access.txt]

博客：[https://zhuanlan.zhihu.com/p/23257409][https_zhuanlan.zhihu.com_p_23257409]

博客：[https://zhuanlan.zhihu.com/p/33504469][https_zhuanlan.zhihu.com_p_33504469]

博客：[https://blog.csdn.net/gggg\_ggg/article/details/52701699][https_blog.csdn.net_gggg_ggg_article_details_52701699]

博客：[https://www.cnblogs.com/hellobb/p/13943969.html][https_www.cnblogs.com_hellobb_p_13943969.html]

[https_www.khronos.org_opengl_wiki_Direct_State_Access]: https://www.khronos.org/opengl/wiki/Direct_State_Access
[https_www.khronos.org_registry_OpenGL_extensions_ARB_ARB_direct_state_access.txt]: https://www.khronos.org/registry/OpenGL/extensions/ARB/ARB_direct_state_access.txt
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[https_zhuanlan.zhihu.com_p_23257409]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/23257409?refer=highwaytographics
[https_zhuanlan.zhihu.com_p_33504469]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/33504469
[https_blog.csdn.net_gggg_ggg_article_details_52701699]: https://blog.csdn.net/gggg_ggg/article/details/52701699
[https_www.cnblogs.com_hellobb_p_13943969.html]: https://www.cnblogs.com/hellobb/p/13943969.html