OpenGL 是批量绘制更好还是静态 VBO 更好

Question

从效率的角度来看（或者如果重要的话从另一个角度来看）什么是更好的？

情况
一个 OpenGL 应用程序，每帧在不同位置绘制多条线 (60 fps)。假设有 10 行。或者 100 000 行。答案会有所不同吗？

• #1 有一个永远不会改变的静态 VBO，包含一条线的 2 个顶点

每一帧每条线都会有一个 glDrawArrays 调用来绘制，并且在中间会有矩阵转换来定位我们的一条线

• >#2 使用每帧所有线的数据更新 VBO

每帧都会有一个绘制调用

Answer 1

第二个效率更高。

改变状态，特别是变换和矩阵，往往会导致其他状态的重新计算，并且通常会导致更多的数学计算。

然而，更新几何图形只涉及覆盖缓冲区。

由于现代视频硬件在相当大的带宽总线上，发送一些浮点数是微不足道的。它们是为快速移动大量数据而设计的，这是这项工作的副作用。更新顶点缓冲区正是他们经常且快速执行的操作。我相信，如果我们假设每个点有 32 个字节（float4 位置和颜色），则 100000 个线段小于 6 MB，而 PCIe 2.0 x16 约为 8 GB/s。

在某些情况下，根据驱动程序或卡处理变换的方式，更改一个可能会导致一些矩阵乘法并重新计算其他值，包括变换、剔除和剪切平面等。如果您更改状态、绘制，这不是问题几千个多边形，并重复，但当状态变化经常时，它们将产生很大的成本。

之前解决这个问题的一个很好的例子是批处理的概念，最大限度地减少状态变化，以便可以在它们之间绘制更多的几何图形。这用于更有效地绘制大量几何图形。

作为一个非常明显的示例，请考虑＃1 的最佳情况：变换集不会触发额外的计算，并且驱动程序会热情且完美地进行缓冲。要绘制 100000 条线，您需要：

• 100000 个矩阵集（在系统 RAM 中）
• 100000 个具有函数调用开销的矩阵集调用（到视频驱动程序，将矩阵复制到那里的缓冲区）
• 100000 个复制到视频 RAM 的矩阵，一次性执行
• 100000线条绘制调用

仅函数调用开销就会降低性能。

另一方面，批处理涉及：

• 100000点计算和设置，将系统RAM中的
• 1个vbo复制到视频RAM。这将是一个很大的块，但是是一个连续的块，双方都知道会发生什么。是可以很好处理的。
• 1 个矩阵集调用
• 1 个矩阵复制到视频 RAM
• 1 个绘制调用

您确实复制了更多数据，但很有可能 VBO 内容仍然不如复制矩阵数据那么昂贵。另外，您还可以在函数调用中节省大量 CPU 时间（200000 次减少到 2 次）。这简化了您、驱动程序（必须缓冲所有内容并检查冗余调用并优化和处理下载）以及显卡（可能必须重新计算）的生活。为了使其真正清晰，请可视化它的简单代码：

1：（

for (i = 0; i < 100000; ++i)
{
    matrix = calcMatrix(i);
    setMatrix(matrix);
    drawLines(1, vbo);
}

现在展开）

2：

matrix = calcMatrix();
setMatrix(matrix);
for (i = 0; i < 100000; ++i)
{
    localVBO[i] = point[i];
}
setVBO(localVBO);
drawLines(100000, vbo);