如何有效地对复杂网格进行批次？

Question

渲染复杂网格的最佳方法是什么？我在下面写了不同的解决方案，想知道你对它们有什么看法。

让我们举个例子:如何渲染‘’网格？

PS:我不使用Ubershader，只使用单独的着色器。

如果您在以下链接上下载网格：

http://graphics.cs.williams.edu/data/meshes.xml

然后在搅拌机中加载，你会看到整个网格是由大约400个子网格组成的，它们各自有自己的材料/纹理。

一个虚拟渲染器(版本1)将分别呈现每个400子网格！这意味着(为了简化情况)，为每个调用都绘制一个与材料/纹理绑定的调用。对表演很不利。非常慢！

pseudo-code version_1:

foreach mesh in meshList //400 iterations :(!
 mesh->BindVBO();

  Material material = mesh->GetMaterial();
  Shader bsdf = ShaderManager::GetBSDFByMaterial(material);

  bsdf->Bind();
   bsdf->SetMaterial(material);
   bsdf->SetTexture(material->GetTexture()); //Bind texture

    mesh->Render();

现在，如果我们照顾材料被加载，我们可以注意到，海绵状是在现实中，只有(如果我有一个良好的记忆力：) 25种不同的材料！

因此，更明智的解决方案(版本2)应该是将所有顶点/索引数据分批收集(在我们的示例中为25)，而不是将VBO/IBO存储到子网格类中，而是存储到一个名为Batch的新类中。

pseudo-code version_2:

foreach batch in batchList //25 iterations :)!
  batch->BindVBO();

  Material material = batch->GetMaterial();
  Shader bsdf = ShaderManager::GetBSDFByMaterial(material);

  bsdf->Bind();
   bsdf->SetMaterial(material);
   bsdf->SetTexture(material->GetTexture()); //Bind texture

    batch->Render();

在这种情况下，每个VBO包含的数据共享完全相同的纹理/材料设置！

好多了！现在我认为25 VBO渲染的海绵状是太多了！问题是用于呈现sponza的缓冲区绑定的数量！我认为一个好的解决方案应该是分配一个新的VBO，如果第一个是'full‘(例如，假设VBO (在VBO类中定义为属性的值)的最大大小是4MB或8MB)。

pseudo-code version_3:

foreach vbo in vboList //for example 5 VBOs (depends on the maxVBOSize)

 vbo->Bind();

 BatchList batchList = vbo->GetBatchList();

 foreach batch in batchList

  Material material = batch->GetMaterial();
  Shader bsdf = ShaderManager::GetBSDFByMaterial(material);

  bsdf->Bind();
   bsdf->SetMaterial(material);
   bsdf->SetTexture(material->GetTexture()); //Bind texture

    batch->Render();

在这种情况下，每个VBO不包含共享完全相同的纹理/材料设置的必要数据！这取决于亚网格加载顺序！

所以好的，有更少的VBO/IBO绑定，但没有必要少的抽签调用！(这句话你还好吗?)但总的来说，我认为这个版本3比以前的版本要好！你觉得这个怎么样？

另一个优化应该是将sponza模型的所有纹理(或纹理组)存储在纹理数组中！但是如果你下载sponza软件包，你会发现所有的纹理都有不同的尺寸！所以我认为它们不能结合在一起，因为它们的格式不同。

但是如果可能的话，渲染器的版本4应该只使用更少的纹理绑定，而不是对整个网格使用25个绑定！你觉得有可能吗？

那么，根据你的说法，什么是最好的方式来渲染海绵状网格？你还有别的建议吗？

Answer 1

你把注意力集中在错误的事情上。有两种方式。

首先，您没有理由不能将网格的所有顶点数据放入单个缓冲区对象中。请注意，这与批处理无关。记住:批处理是关于抽签调用的数量，而不是您使用的缓冲区的数量。您可以在同一个缓冲区中呈现400次抽签调用。

这“最大的尺寸”，你似乎想要的是一个虚构的，从没有从现实世界。如果你愿意的话你可以拿着它。只是不要期望它会使您的代码更快。

因此，当呈现这个网格时，根本没有理由切换缓冲区。

其次，批处理实际上并不是关于抽签调用的数量(在OpenGL中)。它实际上是关于抽签调用之间的状态变化的成本。

这段视频清晰地说明了(大约31分钟)，不同状态的相对成本发生变化。在它们之间发出两个没有状态变化的平手调用是很便宜的(相对来说)。但是，不同的州变化有不同的代价。

更改缓冲区绑定的成本非常小(假设您使用的是独立顶点格式，因此更改缓冲区并不意味着更改顶点格式)。改变程序甚至纹理绑定的成本要大得多。因此，即使您必须创建多个缓冲区对象(同样，您不必这样做)，这也不会成为主要的瓶颈。

因此，如果性能是您的目标，您最好集中精力于昂贵的状态更改，而不是廉价的状态更改。制作一个单一的着色器，可以处理所有的材料设置为整个网格，所以你只需要改变他们之间的制服。使用数组纹理，使您只有一个纹理绑定调用。这将把纹理绑定变成一个统一的设置，这是一个更便宜的状态变化。

您甚至可以做一些更有意义的事情，包括基本实例计数等。但对于这样一个微不足道的例子来说，这太过分了。