具有细节级别的OpenGL实例呈现

Question

问题:我试图用许多(大约10000)个相似的物体来画一个场景(在我的例子中，灌木丛，但可能是任何东西)。对于每一个灌木，我有三个网格，有一个不同数量的三角形，我想使用这些网格中的一个取决于距离相机。

第一种方法:我可以选择正确的网格在CPU上，更新模型矩阵后，每灌木，然后绘制与正确的网格VBO。问题是我需要每帧更新10000次模型矩阵.您可以猜到这意味着性能方面的问题。

第二种方法:在CPU上再次选择正确的网格，但这一次使用实例渲染在一次绘制调用中绘制所有具有最低lod的灌木，然后是中间lod的灌木，然后是高lod的灌木丛。我已经在GPU上储存了灌木丛的位置。但我在这里的问题是，我仍然需要发送一个数组作为统一变量，其中包含必须在哪个位置绘制网格的信息。通过这种方法，我遇到了统一变量的极限。

问题:我想做的是计算从灌木丛到GPU摄像机的距离(例如，在顶点着色器中没有问题)。然后，根据结果，只绘制具有正确细节级别的VBO。因此，我的问题是，是否有可能选择哪个VBO来使用GPU (我不认为有任何可能这样做，因为在顶点和片段着色器，我是一个已经很远的管道)？或者你还有什么我可以尝试的想法？

最好的，艾伯特

Answer 1

海事组织，你的第二种方法的一个变体将是最简单的，而且可能相当快。

你分析过什么了吗？一个CPU应该极快地咀嚼10000矩阵乘法。如果您想获得更高的性能，可以使用SIMD /线程更新。也就是说，最慢的部分可能是在PCIE总线上发送10000块矩阵的带宽。

但是，再说一遍，这都是假设。试一试，然后分析一下。

我在想这样的事情：

(我为DX的功能道歉。我不太熟悉相应的OpenGL函数。也就是说，OpenGL应该是非常相似的)

// Variable definitions

vector<matrix> lod0;
vector<matrix> lod1;
vector<matrix> lod2;

ID3D11Buffer lod0VertexBuffer;
uint lod0VertexCount;

ID3D11Buffer lod1VertexBuffer;
uint lod1VertexCount;

ID3D11Buffer lod2VertexBuffer;
uint lod2VertexCount;

ID3D11Buffer instanceBuffer;

/// ..................


/// Per frame...
lod0.clear();
lod1.clear();
lod2.clear();

for (uint i = 0; i < bushes.size(); ++i) {
    float distance = distance(bushes[i].pos, camera.origin);
    if (distance < 50.0f) {
        lod0.push_back(bushes[i].matrix);
    } else if (distance < 100.0f) {
        lod1.push_back(bushes[i].matrix);
    } else {
        lod2.push_back(bushes[i].matrix);
    }
}

D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedResource;
ID3D11Buffer vertexBuffers[] = {
    lod0VertexBuffer,
    instanceBuffer
};

// Update lod0 matrices
context->Map(instanceBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource);
memcpy(mappedResource.pData, &lod0[0], sizeof(matrix) * lod0.size());
context->Unmap(instanceBuffer, 0);

// Draw lod0
context->IASetVertexBuffers(0, 2, vertexBuffers, nullptr, nullptr);
context->DrawInstanced(lod0VertexCount, lod0.size(), 0, 0);


// Update lod1 matrices
context->Map(instanceBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource);
memcpy(mappedResource.pData, &lod1[0], sizeof(matrix) * lod1.size());
context->Unmap(instanceBuffer, 0);

// Draw lod1
vertexBuffers[0] = lod1VertexBuffer;
context->IASetVertexBuffers(0, 2, vertexBuffers, nullptr, nullptr);
context->DrawInstanced(lod1VertexCount, lod1.size(), 0, 0);


// Update lod2 matrices
context->Map(instanceBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource);
memcpy(mappedResource.pData, &lod2[0], sizeof(matrix) * lod1.size());
context->Unmap(instanceBuffer, 0);

// Draw lod2
vertexBuffers[0] = lod2VertexBuffer;
context->IASetVertexBuffers(0, 2, vertexBuffers, nullptr, nullptr);
context->DrawInstanced(lod1VertexCount, lod2.size(), 0, 0);

如果结果太慢，您可以尝试在计算着色器中进行此计算，然后使用间接绘图调用绘制结果。见AZDO。