如何从GLSL着色器读取VAO，或向着色器传递不定长数组？

我已经实现了基于单个索引的渲染：将索引加载至VAO，设置布局并通过glDrawArrays传递数据。测试阶段我在GLSL着色器内硬编码了顶点、纹理坐标和法线数组，代码如下：

#version 330 core

// Positions/Coordinates
layout (location = 0) in int V_Indices;
// Colors
layout (location = 1) in int T_Indices;
// Texture Coordinates
layout (location = 2) in int N_Indices;

vec3 Vertices[8] = vec3[8]( 
vec3(- 1.000000, -1.000000, 1.000000),
vec3(-1.000000,  1.000000, 1.000000 ),
vec3(-1.000000, -1.000000, -1.000000),
vec3(-1.000000,  1.000000, -1.000000),
vec3( 1.000000, -1.000000, 1.000000),
vec3( 1.000000,  1.000000, 1.000000),
vec3( 1.000000, -1.000000, -1.000000),
vec3( 1.000000,  1.000000, -1.000000));
//
vec2 Texcoords[] = vec2[22](

    vec2( 0.333333, 0.333333),
    vec2( 0.666667, 0.000000),
    vec2( 0.666667, 0.333333),
    vec2( 0.000000, 0.666667),
    vec2( 0.333333, 0.333333),
    vec2( 0.333333, 0.666667),
    vec2( 0.000000, 0.333333),
    vec2( 0.333333, 0.000000),
    vec2( 0.333333, 0.333333),
    vec2( 0.666667, 0.666667),
    vec2( 0.333333, 0.666667),
    vec2( 0.666667, 0.333333),
    vec2( 1.000000, 0.000000),
    vec2( 1.000000, 0.333333),
    vec2( 0.333333, 1.000000),
    vec2( 0.000000, 0.666667),
    vec2( 0.333333, 0.666667),
    vec2( 0.333333, 0.000000),
    vec2( 0.000000, 0.000000),
    vec2( 0.666667, 0.333333),
    vec2( 0.666667, 0.000000),
    vec2( 0.000000, 1.000000)
);

vec3 Normals[] = vec3[6](
     vec3(-1.0000,  0.0000, 0.0000),
     vec3( 0.0000,  0.0000, -1.0000),
     vec3( 1.0000,  0.0000, 0.00000),
     vec3( 0.0000,  0.0000, 1.00000),
     vec3( 0.0000, -1.0000, 0.0000),
     vec3( 0.0000,  1.0000, 0.0000)
);

out vec2 texCoord;

uniform mat4 camMatrix;


void main()
{
    // Outputs the positions/coordinates of all vertices
    gl_Position = camMatrix * vec4(Vertices[V_Indices], 1.0);
    // Assigns the colors from the Vertex Data to "color"

    // Assigns the texture coordinates from the Vertex Data to "texCoord"
    texCoord = Texcoords[T_Indices];
}

但这种硬编码数组的方式无法适配实际场景，因为实际使用的数组长度各不相同。现提出两个疑问：

1. 是否可将顶点数组加载至VBO后，从GLSL着色器中以数组形式获取VBO，或通过索引读取其元素？
2. 若上述方案不可行，能否在GLSL着色器中创建动态数组并传递顶点数据？

问题1：从VBO中通过索引读取元素 #

完全可以实现，推荐使用着色器存储缓冲区对象(SSBO, Shader Storage Buffer Object)（OpenGL 4.3及以上支持），或者兼容性更好的纹理缓冲区对象(TBO, Texture Buffer Object)。

SSBO实现（最优方案） #

SSBO允许直接在着色器中以数组形式访问缓冲区数据，支持动态长度，完全适配你的需求：

1. CPU端操作：
   • 创建SSBO，分别将顶点、纹理坐标、法线数据传入不同的SSBO，绑定到指定的绑定点。
2. 着色器端操作：

   #version 430 core
   layout (location = 0) in int V_Indices;
   layout (location = 1) in int T_Indices;
   layout (location = 2) in int N_Indices;
   
   // 声明SSBO，绑定点0存储顶点数据
   layout(std430, binding = 0) buffer VertexData {
       vec3 vertices[]; // 不指定长度，由CPU端数据决定
   };
   // 绑定点1存储纹理坐标数据
   layout(std430, binding = 1) buffer TexcoordData {
       vec2 texcoords[];
   };
   
   out vec2 texCoord;
   uniform mat4 camMatrix;
   
   void main() {
       // 直接通过索引访问数组元素
       gl_Position = camMatrix * vec4(vertices[V_Indices], 1.0);
       texCoord = texcoords[T_Indices];
   }
   

TBO实现（兼容旧版本OpenGL） #

如果需要兼容OpenGL 3.3，可使用TBO：

1. CPU端操作：
   • 创建VBO并传入数据，再创建纹理对象，将VBO绑定到纹理的缓冲区绑定点，设置对应的数据格式（比如GL_RGB32F对应vec3）。
2. 着色器端操作：

   #version 330 core
   layout (location = 0) in int V_Indices;
   layout (location = 1) in int T_Indices;
   
   uniform samplerBuffer vertexBuffer;
   uniform samplerBuffer texcoordBuffer;
   
   out vec2 texCoord;
   uniform mat4 camMatrix;
   
   void main() {
       // 通过texelFetch按索引读取数据
       vec3 pos = texelFetch(vertexBuffer, V_Indices).rgb;
       gl_Position = camMatrix * vec4(pos, 1.0);
       texCoord = texelFetch(texcoordBuffer, T_Indices).rg;
   }
   

问题2：GLSL中创建动态数组并传递数据 #

GLSL本身不支持运行时创建动态长度数组，但可以通过SSBO实现等效效果：

• SSBO的数组无需指定固定长度，其实际长度由CPU端传入的数据大小决定，完全适配不同长度的数据集。
• 不推荐使用Uniform数组：Uniform数组的长度必须在编译着色器时确定，无法动态修改，且Uniform总容量有限，不适合存储大量顶点数据。

综上，SSBO是处理动态长度顶点数据的最优选择，既支持数组式访问，又能灵活适配不同长度的数据集。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者izzy and simple