كائن الذاكرة Buffer Object درس في الأوبن جي أل

بسم الله الرحمن الرحيم
يوما ما كنت قد أكملت لعبتك أو برنامج الرسومي, و لكن ظهر الأسوء في ذلك, بطء شديد و تشوه في العرض.
سأفسر هذا:
الشيفرة البرمجية ممكن أن تكون صغيرة و لكن لها طريق طويل للوصول إلى الشاشة. سيقوم السيد أوبن جي أل بتحميل البيانات (بيانات النقاط و الألوان و إحداثيات الإكساء ووو ) إلى الذاكرة , وفي كل مرة يدخل تطبيقك أو لعبتك الحلقة يعيد السيد أوبن جي أل تحميل تلك البيانات إلى الذاكرة مرة أخرى.ففي حالة عمل مجسمات متحركة ( مثلا: علم يرفرف أو سطح البحر أو أو كوكب يدور أو كل مجسم يتطلب الحركة تلقائيا ) و بإحدى الأنواع التالية:
النوع الأول:عمل مجسمات متحركة, يتم تحديث بياناتها عن طريق دوال يوفرها مكتبة السيد أوبن جي أل.
النوع الثاني: عمل مجسمات متحركة, يتم تحديث بياناتها عن طريق دوال نوفرها نجن في تطبيقاتنا.
النوع الثالث: عمل مجسمات ثابتة, مثل الجدران و الأرض و كل شيء ثابت لا يتحرك و بمعنى أخر ليس لهذا المجسم بيانات متغيرة.
ففي النوع الأول و النوع الثالث يكمل الإشكال, بحيث أن السيد أوبن جي أل , سيقوم بإرهاق نفسه جراء التحميل المتكرر للبيانات من ذاكرة النظام نحو ذاكرة بطاقة الرسوميات.
أما النوع الثاتي فلا بأس به و يمكن إعتباره حل مقبول و لكن إن إستعملت ما نحن بصدده فذلك سيزيد من كفاءة التطبيق و يجعله متصلا إتصالا تاما مع بطاقة الرسوميات "graphic card".
و الحل هو إستعمال كائن الذاكرة "buffer object". إن كائن الذاكرة له ميزات عديدة منها:
-جعل البيانات مثل مصفوفة النقاط و مصفوفة الألوان و و و إلخ قرب بطاقة الرسوميات و بعيدا عن إدارة النظام.
- سيتم التقليل من عملية التحميل من ذاكرة النظام نحو ذاكرة بطاقة الرسوميات, بحيث أنه سيتم معالجة البيانات بشكل أسرع مما كان عليه سابقا.
(قفزة سريعة نحو مصفوفة النقاط"vertex array") لقد أصبحت مصفوفة النقاط جوهر و لب النسخة 1.1, مع إضافة بعض التغييرات المحسنة في النسخة 1.4, فقبل النسخة 1.5 كانت التطبيقات قادرة على تخزين بيانات مصفوفة النقاط فقط في العميل "client" إلى أن ظهرت النسخة 1.5 و التي كان بمقدورها تخزين البيانات كمصفوفة التقاط "vertex array" في الخادم "server".
( يطلق إسم الخادم على الجهة الخاصة بذاكرة بطاقة الرسوميات "VRAM" و العميل على الجهة الخاصة بذاكرة النظام "RAM" دلالة على نوع الذاكرة المستعملة.
إنشاء و تفعيل كائن الذاكرة:
1- إنشاء كائن الذاكرة , بحيث سيقوم الأوبن جي أل بتعريف معرفات تخص الذاكرة المرغوب فيها و ذلك عن طريق الدالة التالية:

void glGenBuffers(      GLsizei         n, GLuint *     buffers);

GLuint bufObjects[4];
glGenBuffers(4,bufObjects);

void glDeleteBuffers( GLsizei   n,const GLuint *   buffers );

void glBindBuffer( GLenum   target, GLuint   buffer );

ARRAY_BUFFER         خاص بالنقاط
COPY_READ_BUFFER         خاص بالتعامل مع الذاكرة
COPY_WRITE_BUFFER               خاص التعامل مع الذاكرة
ELEMENT_ARRAY_BUFFER          خاص بالمفهرسات
PIXEL_PACK_BUFFER                خاصة بالبكسلات
PIXEL_UNPACK_BUFFER       خاصة بالبكسلات
TEXTURE_BUFFER      تخص الإكساء
TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER        خاص بالتغدية الإسترجاعية (يخص مجالات النقر و تحديد المجسمات في عالم الأوبن جي أل)
UNIFORM_BUFFER        خاص بالذاكرة المنتظمة (جديد النسخة أوبن جي أل 3.0 و النسخ الأحدث لمكتبة الأوبن جي أل)

void glBufferData( GLenum   target, GLsizeiptr   size, const GLvoid *   data, GLenum   usage );

STREAM_DRAW
STREAM_READ
STREAM_COPY
STATIC_DRAW
STATIC_READ
STATIC_COPY
DYNAMIC_DRAW
DYNAMIC_READ
DYNAMIC_COPY

void glBufferSubData( GLenum  target, GLintptr  offset, GLsizeiptr  size, const GLvoid * data ); 

void * glMapBuffer( GLenum  target, GLenum  access );

GL_READ_ONLY         الوصول إلى البيانات للقراءة منها فقط
GL_WRITE_ONLY       الوصول إلى اللبيانات للكتابة عليها فقط
GL_READ_WRITE       الوصول إلى البيانات للكتابة عليها أو للقراءة منها 

GLvoid *glMapBufferRange(GLenum target, GLintptr offset, GLsizeIptr length, GLbitfield access);

MAP_READ_BIT        لقراءة البيانات
MAP_WRITE_BIT                   للكتابة على البيانات
MAP_INVALIDATE_RANGE_BIT     جعل جزء من كائن الذاكرة ( مثل بيانات الألوان و بيانات النقاط ) في حالة غير معرفة أي تعطيل مؤقت و بمعنى أخر إبطال مفعول بيانات هذا الجزء من بيانات كائن الذاكرة
MAP_FLUSH_EXPLICIT_BIT          تحديث جزء من البيانات في كائن الذاكرة و إستبدالها ببيانات يتم تحديدها عن طريق الدالة glFlushMappedBufferRange()
MAP_INVALIDATE_BUFFER_BIT      إبطال مفعول بيانات كائن الذاكرة بالكامل ( هنا لا يعني أن الغاية هي مسح البيانات بل تعطيلها فقط )
MAP_UNSYNCHRONIZED_BIT         جعل كائن الذاكرة يعمل على نمط الغير متزامن , يعني إمكانبة التخلص من القيم السابقة و الحفاظ على القيم الأخرى من ضمنها القيم الحالية داخل كائن الذاكرة

GLvoid glFlushMappedBufferRange( GLenum target, GLintptr offset, GLsizeiptr length );

boolean glUnmapBuffer( GLenum  target );

GLfloat* data;
data = (GLfloat*) glMapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, GL_READ_WRITE);
if (data != (GLfloat*) NULL) {
for( i = 0; i < 8; ++i )
data[3*i+2] *= 2.0; /* التعديل على قيم المحور ص Z */
glUnmapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER);
} else {
/* لاتوجد إمكانية تحديث البيانات */
}

GLvoid glCopyBufferSubData(GLenum readbuffer, GLenum writebuffer, GLintptr readoffset, GLintptr writeoffset, GLsizeiptr size);

GLboolean glIsBuffer(    GLuint  buffer );

void glGenVertexArrays(GLsizei n, GLuint *arrays);

void glDeleteVertexArrays(GLsizei n, GLuint *arrays);

GLvoid gBindVertexArray(GLuint array);

#define BUFFER_OFFSET(offset) ((GLvoid*) NULL + offset)
#define NumberOf(array) (sizeof(array)/sizeof(array[0]))
typedef struct {
GLfloat x, y, z;
} vec3;
typedef struct {
vec3 xlate; /* Translation */
GLfloat angle;
vec3 axis;
} XForm;
enum { Cube, Cone, NumVAOs };
GLuint VAO[NumVAOs];
GLenum PrimType[NumVAOs];
GLsizei NumElements[NumVAOs];
XForm Xform[NumVAOs] = {
{ { -2.0, 0.0, 0.0 }, 0.0, { 0.0, 1.0, 0.0 } },
{ { 0.0, 0.0, 2.0 }, 0.0, { 1.0, 0.0, 0.0 } }
};
GLfloat Angle = 0.0;
void
init()