我目前正在研究 Apple 的 Metal API，但我无法理解如何实现大量实例的渲染，因为每个实例都需要有自己的（部分）缓冲区。
假设我想绘制大约 50.000 个模型实例（我承认这很荒谬。）每个实例都将其定位和骨骼动画数据存储在缓冲区中，假设每个实例有 50 个关节。现在考虑到最多可以同时渲染三帧，我需要这些实例缓冲区乘以帧数。
这将导致一个相当荒谬的缓冲区大小，只是为了绘制实例。另外，如果当前实例不能保存所有要渲染的对象的数据，应该如何实现不同数量的实例，分配更大的缓冲区？只需决定每帧的最大实例数吗？
我研究过的所有文章和教程似乎都表明：场景中有最大数量的对象。
【问题讨论】：
让我们算一下。为了便于讨论，我们将忽略静态网格几何体的大小和其他并非每帧都更新的数据（例如反向绑定矩阵，如果您正在执行矩阵调色板蒙皮）。这些皮肤实例数据缓冲区中的每一个有多大？
Instance count * joint count * elements per skinning matrix * bytes per matrix element
50,000 * 50 * 12 * 4 = 120 MB
（我忽略了其他可能因帧而异的因素，因此如果有帮助，请将这些数字替换为您的真实数据的数量级。其余的分析仍然适用。）
所以是的，有相当多的空间，但不一定不可行。我们可能会选择退回到双缓冲而不是对所有内容进行三重缓冲，从而将所需的总空间从 360 MB 减少到 240 MB。
我们还假设我们正在使用 3x4 矩阵进行矩阵调色板蒙皮。我们可以使用dual quaternion skinning 再次将所需空间减半。
这里的一个问题是，如果我们在离散 GPU 上运行，将每帧 60 MB 的蒙皮数据传输到 GPU 将消耗大量带宽。因此，我们可能会考虑将我们的联合计算转移到 GPU。在具有共享内存架构的 iOS 上，这不是问题。无论哪种方式，我们都希望了解如何计算变换层次结构，因为如果每个关节每帧都移动，我们将进行大量乘法运算。
至于不同的实例计数，我们绝对不想做的一件事是每帧重新分配新的缓冲区。相反，我们可以重新分配缓冲区，增加其大小geometrically，当我们注意到实例数超过了我们缓冲区的当前最大容量时。
或者，我们可以采用“分页”方法，将实例拆分到多个缓冲区中，每个缓冲区都可以容纳相当数量的实例，并且在 GPU 启动后通过将它们添加到可重用的缓冲池中来回收这些实例。从他们那里完成渲染。这确实需要将渲染拆分为多个绘制调用（除非我们可能使用参数缓冲区），但是与时间相比，发出 10 个实例绘制调用（每个实例的 1/10）的开销可以忽略不计需要实际渲染。
我们还可以考虑使用MTLHeap 创建瞬态缓冲区，比直接从我们的设备分配缓冲区更便宜，但这仍然需要选择一个合理的初始上限，并随着最大实例数的增加而增长/重新分配。
归根结底，基准胜过理论。当然，您应该首先分析您的数据，就像我们在这里尝试做的那样，但是构建一个测试应用程序并将这些想法付诸实践，注意实际出现问题的地方，是确定您需要多少优化的唯一真正方法要在目标平台上顺利运行。
【讨论】：