Java OpenGL 渲染许多三角形答案

【问题标题】：Java OpenGL rendering many trianglesJava OpenGL 渲染许多三角形
【发布时间】：2010-11-29 18:39:06
【问题描述】：

我有一个 openGL（实际上是 JOGL，但同样的概念适用于此）应用程序，我有一个场景，在每个渲染通道上渲染大约 10k 个三角形。必须在每次渲染时计算三角形的比例和角度，因为三角形需要保持恒定的大小和相对于相机位置的旋转。

我尝试使用显示列表，然后在每次调用 glCallList 之前进行缩放/旋转。这行得通，但它使系统陷入困境。我正在考虑为此使用顶点缓冲区，但我不确定这是否是合适的方法，因为我需要在每次渲染时旋转/缩放。

谁能帮我指出在每个场景中渲染这么多三角形的正确方向？

编辑 - 这为问题提供了一些额外的上下文。

该应用程序是一个显示世界 3D 视图的地图应用程序。需要在表面上绘制某些形状，指向相对于指南针的方向，即 30 度。用户可以旋转 3d 视图，但形状必须在地球表面上保持平坦，并且还要指向指定的方向。

谢谢，杰夫

【问题讨论】：

所以对象是：a) 相同，并且 b) 相对于指南针旋转，因此当用户旋转视图时，它们的旋转方式与世界完全相同（加上它们的一点自己不断旋转）？另外，您使用的是哪个版本的 OpenGL？
它们是相同的对象，是的。它们的旋转方式与世界的旋转方式并不完全相同，因为它们需要旋转才能在地球表面上保持平坦。我正在使用 JOGL 2.0。

【解决方案1】：

就简单而言，使用 GL_DYNAMIC_DRAW 的顶点缓冲区和使用 GL_STATIC_DRAW 的索引缓冲区将是最好的。

如果您可以访问着色器（GLSL 或 HSL），请使用带有 GL_STATIC_DRAW 的顶点缓冲区和带有 GL_STATIC_DRAW 的索引缓冲区，并在顶点着色器中计算缩放和旋转。这样你就可以将一些工作转储到 GPU 上。（如果工作一开始就占用大量 CPU）

也许事先做一些平截头体剔除？遮挡剔除？加快应用程序速度的最佳方法是减少渲染的三角形数量。

甚至可以使用一些线程。一个线程进行渲染，另一个线程计算比例和角度。

【讨论】：

谢谢。当所有点都看不到时，一些简单的平截头体剔除在放大时很有帮助。当所有三角形都可见时，我仍然遇到一些麻烦，但这肯定是一个好的开始。
剔除有助于解决填充率问题或顶点/片段处理能力问题。 10k 个三角形是一个很小的数量，所以这在我看来就像一个 CPU 问题 - 所以顶点缓冲区是要走的路，以减少绘制调用的数量（每帧单个 DrawArrays 或 DrawElements）。并且避免将线程和渲染拆分为不同的线程，这不是一种好的思维方式（渲染调用并不昂贵！）。如果需要，您可以并行化计算本身。
看起来我的大部分时间都花在了实际的旋转计算上。我可能需要想办法减少这些。

【解决方案2】：

10.000 个三角形对于今天的普通笔记本 GPU 来说也不算多。

显示列表有点过时，这不是最有用的方法。

要做的第一件事是在一次绘制调用中绘制三角形 - 这应该很容易实现。

所以：

1) 将所有三角形数据（顶点坐标）保存在一个 Buffer 中（这就是 JOGL 处理顶点数组的方式，IIRC）。然后：

在 CPU 上每帧更新此缓冲区并使用 glVertexPointer 和 glDrawArrays 渲染所有缓冲区，
创建一个 VBO 和（GL_DYNAMIC_DRAW 类型）并使用此缓冲区在每一帧更新它。一种更现代的方法，但在这种情况下，在速度方面与上述方法并没有太大区别。

然后，您将通过一个 glDrawArrays 调用渲染所有这 10.000 个三角形。

这仍然会在 CPU 上计算三角形，但会节省大量用于驱动程序调用的 CPU 时间 - 所有三角形将通过 PCI-E 立即发送并在眨眼间渲染。

如果还是太慢：

2) 想想您是否可以/想要将在三角形上完成的一些操作移至 GPU 并在顶点着色器中进行计算。在我知道你在做什么计算之前，我不能在这里说太多，但我真的希望 1) 就足够了。

如果您每帧有大约 10.000 次对 CallList 的调用，那绝对是您性能低下的罪魁祸首。

【讨论】：

目前我所有的三角形都绘制在 (0.0f, 1.0f, 0.0f), (-0.5f, -1.0f, 0.0f), (0.5f, -1.0f, 0.0f) ，然后缩放并旋转到正确的位置。因为用户可以放大和缩小，我需要保持像素大小不变，坐标会改变。使用 glVertexPointer 和 glDrawArrays 时如何以不同方式缩放单个三角形？谢谢。
好的，有解决方案，在我深入这里之前，您能否提供更详细的描述（您可以编辑您的问题并添加）您的应用程序实际执行的操作；您的数据是什么，它会以何种方式随时间变化？在更高的层次上讨论这个问题可能是可行的。