我已经看到在 OpenGL VBO 实现中使用了以下宏：
#define BUFFER_OFFSET(i) ((char *)NULL + (i))
//...
glNormalPointer(GL_FLOAT, 32, BUFFER_OFFSET(x));
你能提供一些关于这个宏是如何工作的细节吗？可以用函数代替吗？更准确地说，增加 NULL 指针的结果是什么？
问问题
5987 次
4 回答
34
让我们回顾一下 OpenGL 的肮脏历史。曾几何时，有 OpenGL 1.0。你曾经glBegin和glEnd做画，仅此而已。如果你想要快速绘图，你可以把东西放在显示列表中。
然后，有人有了一个聪明的主意，能够只使用对象数组进行渲染。于是诞生了 OpenGL 1.1，它为我们带来了glVertexPointer. 您可能会注意到此函数以单词“Pointer”结尾。glDraw*那是因为它需要指向实际内存的指针，当调用一组函数时将访问这些指针。
再快进几年。现在，显卡有能力自己执行顶点 T&L（到目前为止，固定功能的 T&L 是由 CPU 完成的）。最有效的方法是将顶点数据放在 GPU 内存中，但显示列表并不理想。那些太隐蔽了，没有办法知道你是否会得到好的表现。输入缓冲区对象。
然而，因为 ARB 的绝对政策是让一切尽可能向后兼容（无论它使 API 看起来多么愚蠢），他们决定实现这一点的最佳方法是再次使用相同的函数。只是现在，有一个全局开关将glVertexPointer' 的行为从“获取指针”更改为“从缓冲区对象获取字节偏移量”。该开关是缓冲区对象是否绑定到GL_ARRAY_BUFFER.
当然，就 C/C++ 而言，该函数仍然需要一个指针。而且 C/C++ 的规则不允许您将整数作为指针传递。不是没有演员表。这就是BUFFER_OBJECT存在宏的原因。这是将整数字节偏移量转换为指针的一种方法。
该(char *)NULL部分简单地将 NULL 指针（在 C 中通常为 a void*，在 C++ 中为文字 0 ）并将其转换为char*. + i只是对char*. 因为空指针通常有一个零地址，添加i它会增加字节偏移量i，从而生成一个指针，其值是您传入的字节偏移量。
当然，C++ 规范将 BUFFER_OBJECT 的结果列为未定义行为。通过使用它，您实际上是在依靠编译器来做一些合理的事情。毕竟，NULL不一定要为零；所有规范都说它是一个实现定义的空指针常量。它根本不必具有零值。在大多数真实系统上，它会。但这不是必须的。
这就是为什么我只使用演员表。
glVertexAttribPointer(1, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, (void*)48);
无论哪种方式都不能保证行为（有条件地支持 int->ptr->int 转换，不是必需的）。但它也比键入“BUFFER_OFFSET”要短。GCC 和 Visual Studio 似乎认为它是合理的。而且它不依赖于 NULL 宏的值。
就个人而言，如果我更喜欢 C++ 迂腐，我会使用 a reinterpret_cast<void*>。但我不是。
或者你可以放弃旧的 API 并使用glVertexAttribFormatet。人。，这在各方面都更好。
于 2011-11-27T05:32:51.897 回答
28
#define BUFFER_OFFSET(i) ((char *)NULL + (i))
从技术上讲，此操作的结果是undefined，并且宏实际上是错误的。让我解释：
C 定义（并且 C++ 遵循它），指针可以转换为整数，即 type uintptr_t，并且如果以这种方式获得的整数，转换回它来自的原始指针类型，将产生原始指针。
然后是指针算术，这意味着如果我有两个指针指向同一个对象，我可以取它们的差，产生一个整数（类型为ptrdiff_t），并且该整数添加或减去任何一个原始指针，将产生其他。它还定义了，通过将 1 加到指针上，将产生指向索引对象的下一个元素的指针。此外，两个uintptr_t, 除以sizeof(type pointed to)同一对象的指针的差必须等于被减去的指针本身。最后但并非最不重要的一点是，这些uintptr_t值可能是任何东西。它们也可以是不透明的手柄。它们不需要是地址（尽管大多数实现都是这样做的，因为它是有意义的）。
现在我们可以看看臭名昭著的空指针。C 将类型值 0 转换为 for 的指针定义uintptr_u为无效指针。请注意，这在您的源代码中始终为 0。在后端，在编译后的程序中，用于实际向机器表示它的二进制值可能完全不同！通常它不是，但它可能是。C++ 是一样的，但是 C++ 不允许像 C 一样多的隐式转换，所以必须将 0 显式转换为void*. 也因为空指针不引用对象，因此没有取消引用大小指针算术是未定义的空指针。没有引用对象的空指针也意味着，没有定义将其明智地转换为类型化指针。
所以如果这一切都是未定义的，为什么这个宏到底能工作？因为大多数实现（意味着编译器）都非常容易上当受骗，而编译器编码人员则非常懒惰。在大多数实现中，指针的整数值只是后端指针本身的值。所以空指针实际上是 0。尽管没有检查空指针的指针算术，但大多数编译器会默默地接受它，如果指针被分配了某种类型，即使它没有意义。char如果你想说的话，是 C 的“单位大小”类型。因此，演员表上的指针算术就像后端地址上的人工算术。
长话短说，尝试使用指针魔术来将预期结果作为 C 语言方面的偏移量是没有意义的，它只是不能那样工作。
让我们退后一步，记住我们实际上想要做的事情：最初的问题是，gl…Pointer函数将指针作为它们的数据参数，但是对于顶点缓冲区对象，我们实际上想要指定一个基于字节的偏移量到我们的数据，是一个数字。对于 C 编译器，该函数接受一个指针（我们了解到，这是一个不透明的东西）。正确的解决方案是引入新功能，特别是与gl…OffsetVBO 一起使用（比如——我想我会为他们的介绍而集会）。相反，OpenGL 定义的是对编译器工作方式的利用。大多数编译器将指针及其等效整数实现为相同的二进制表示。所以我们要做的就是让编译器用gl…Pointer我们的数字而不是指针来调用这些函数。
所以从技术上讲，我们唯一需要做的就是告诉编译器“是的，我知道你认为这个变量a是一个整数，你是对的，那个函数glVertexPointer只接受一个void*作为它的数据参数。但是你猜怎么着：那个整数是产生的从一个void*“，通过将其转换为(void*)然后按住拇指，编译器实际上是如此愚蠢地将整数值按原样传递给glVertexPointer.
所以这一切都归结为以某种方式规避旧的函数签名。投射指针是恕我直言的脏方法。我会做一些不同的事情：我会弄乱函数签名：
typedef void (*TFPTR_VertexOffset)(GLint, GLenum, GLsizei, uintptr_t);
TFPTR_VertexOffset myglVertexOffset = (TFPTR_VertexOffset)glVertexPointer;
现在您可以使用myglVertexOffset而无需进行任何愚蠢的强制转换，并且 offset 参数将被传递给函数，没有任何危险，编译器可能会弄乱它。这也是我在程序中使用的方法。
于 2011-11-27T10:12:59.137 回答
2
这不是“NULL + int”，而是“将NULL转换为类型'pointer to char'”，然后将该指针增加i。
是的，它可以被一个函数取代——但如果你不知道它的作用，那你为什么要关心它呢？首先了解它的作用，然后考虑它是否会更好作为一个功能。
于 2011-11-27T04:53:42.200 回答
2
openGL 顶点属性数据通过相同的函数 (glVertexAttribPointer) 分配为内存中的指针或位于顶点缓冲区对象中的偏移量，具体取决于上下文。
BUFFER_OFFSET() 宏似乎将整数字节偏移量转换为指针，只是为了允许编译器安全地将其作为指针参数传递。“(char*)NULL+i”通过指针算术表示这种转换；结果应该是相同的位模式，假设 sizeof(char)==1，没有它，这个宏会失败。
也可以通过简单的重新铸造，但宏可能会在风格上更清晰地传递正在传递的内容；对于 32/64 位安全/面向未来，它也是捕获溢出的一个方便的地方
struct MyVertex { float pos[3]; u8 color[4]; }
// general purpose Macro to find the byte offset of a structure member as an 'int'
#define OFFSET(TYPE, MEMBER) ( (int)&((TYPE*)0)->MEMBER)
// assuming a VBO holding an array of 'MyVertex',
// specify that color data is held at an offset 12 bytes from the VBO start, for every vertex.
glVertexAttribPointer(
colorIndex,4, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_TRUE,
sizeof(MyVertex),
(GLvoid*) OFFSET(MyVertex, color) // recast offset as pointer
);
于 2011-11-27T04:54:22.420 回答