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c++ - 在 OpenGL 批处理渲染器中批处理任意顶点数据

coder 2024-02-18 原文

我受 XNA/MonoGame 界面的启发，正在 OpenGL 中制作一个 2D 批处理渲染器，但我遇到了一个小设计问题，我正在寻找一些输入。目前，您可以通过四种通用方式提交顶点数据:

void Render(const Sprite& sprite);
void Render(const Shape& shape);
void Render(const Vertex* vertices, unsigned int length);
void Render(const Vertex* vertices, unsigned int length, const Texture* texture);

一个 Sprite 包含四个顶点、颜色和纹理坐标，而其他三个可以包含任意数字( Sprite 和形状具有独特的变换)。一切都可以是有纹理的或无纹理的。我想对所有内容进行批处理以减少状态更改和 OpenGL 绘制调用的次数。我觉得假设大多数提交都将共享顶点是合理的，这样我就可以使用 glDrawElements 而不是 glDrawArrays，但是根据我上面的描述，我很难弄清楚如何正确地批处理事情。

XNA/MonoGame sprite 批处理程序之所以有效，是因为它们只处理带纹理的四边形/三角形，而不是任意形状。或者，我可以像 SFML 渲染器那样为每个可绘制对象发出绘制调用，但这违背了批量渲染的目的。

我觉得我的渲染器正在尝试“做所有事情”，这是我想避免的事情，因为根据我的经验，它通常很快就会变得过于复杂。

我要问的是:如何重新设计我的渲染器？我可以为不同的提交保留单独的批处理列表吗？我能以某种方式模块化我的渲染器吗？我是否应该像在 XNA/MonoGame 中那样只允许有纹理的对象？

最佳答案

好的，所以我们需要尽量减少状态更改和绘制调用的次数。我假设您使用的是现代 OpenGL，包括 Vertex Buffer Objects和着色器。

一种方法是确保所有顶点数据具有相同的格式。例如，每个顶点都有一个位置、颜色和纹理坐标(xyz、rgba、uv)。如果我们在 VBO 中交错我们的顶点数据，我们只需要在渲染之前调用一次 glVertexAttribPointer 和 glEnableVertexAttribArray。

这意味着无纹理对象的一些冗余数据，但我们可以将所有内容塞进一个批处理中，这很好。

要处理无纹理对象，您可以绑定(bind)一个空白的白色纹理并将其视为带纹理的对象。或者，您可以在片段着色器中使用统一变量(0 和 1 之间的 float )，并使用 mix 在纹理颜色和顶点颜色之间进行混合。功能。

要批处理 Sprite 和形状，我们应该首先在 CPU 上处理转换，以便我们始终将“世界”坐标上传到 GPU。这使我们不必为每个 Sprite 设置变换制服，而每个 Sprite 都需要单独的绘制调用。

此外，我们需要尽可能按纹理排序，因为纹理绑定(bind)是您可以执行的更昂贵的操作之一。

我们的方法基本上归结为以下几点:

  • 维护一个单一的顶点和索引缓冲区对象来存储数据
  • 以单一格式保存所有顶点数据并在 VBO 中交错数据
  • 按质地分类
  • 每当我们更改纹理(或设置纹理混合统一，如果我们使用该选项)时刷新缓冲区中的数据(绘制元素/数组)

可以通过不同的方式将数据从 CPU 获取到 GPU 内存。例如，首先在 GPU 上分配一个足够大的空内存缓冲区，然后使用 glBufferSubData上传顶点/索引数据的一个子集，每当你进行一个渲染调用时。

记得写简介!

在做这种工作的时候做profiling是非常重要的。例如，比较批处理和单个绘制调用之间的性能，或者 glDrawArrays 与 glDrawElements。我建议使用 gDebugger ，这是一个免费且非常好的 OpenGL 分析器。

另请注意，太大的 VBO 可以 hurt your performance .因此，请将其保持在合理的大小，并在其填满时通过绘制调用将其刷新。

关于c++ - 在 OpenGL 批处理渲染器中批处理任意顶点数据，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/18100953/

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