OpenGL 2.0 ES矩阵堆栈是如何工作的？

Question

OpenGL 2.0 ES矩阵堆栈是如何工作的？

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我在OpenGL中遇到了一些性能问题。我想要创建一个正方形的网格。我首先尝试的方法是每个正方形都将其变换到所需位置，然后将模型矩阵和视图矩阵相乘，将结果传递到着色器程序并绘制正方形。对于每个正方形，我都会这样做。当创建大约50个正方形时，帧率就会开始下降到不到我想要的水平。

然后我尝试了VBO方法，基本上每次正方形更改位置时，我都会生成一个顶点缓冲区。采用这种方法后，帧率显著增加，但当某些事物发生变化时，由于需要重新生成所有顶点位置，因此存在太多的延迟。

我认为我需要一个矩阵堆栈...我之前使用的是OpenGL 1.1，并使用push/pop。然而我不是很理解它实际上在做什么以及如何复制它。有人知道可以用作示例的好的矩阵堆栈示例吗？或者可能只需要一个好的解释?

- sean wagner

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Esparver · Accepted Answer

你可以查看这个教程，它基本上是做你想要实现的相同的事情，但是使用的是立方体而不是正方形。它也使用了VBO：

http://www.learnopengles.com/android-lesson-seven-an-introduction-to-vertex-buffer-objects-vbos/

关于矩阵，在OpenGL ES 2.0中你不再有任何与矩阵相关的函数，但是你可以使用glmath库，它可以做同样的事情（还有更多）。

http://glm.g-truc.net/

这是一个头文件库，所以你只需要将它复制到某个地方，并在需要的地方包含它即可。

我不确定我完全理解你的目标，但我猜你可以使用VBO复制一个正方形的数据，然后重复更新每个正方形的模型矩阵。

如果你的正方形之间有某种层次关系（例如，如果其中一个移动了，左边的那个也必须相应移动），那么矩阵堆栈的概念就有意义了。

你可以把它想象成由正方形组成的骨架。如果肩膀移动了，手、手指等所有的部位也会跟着移动。你可以通过使用矩阵堆栈来模拟这一过程。你可以创建一个带有所有正方形的树形结构，这样每个正方形都有一个“子孙”列表，其将应用与父级相同的变换。然后你可以像这样递归渲染所有的正方形：

将文本翻译成中文：

对根平方应用变换
将变换推入队列中
为每个子项调用相同的渲染函数
每个子项读取队列顶部的矩阵，将其乘以自己的变换，将新矩阵推入队列并调用子项
之后每个子项弹出他们之前推入的矩阵

使用glmath非常容易，只需要创建一个矩阵队列（在这种情况下是std:vector）：

std::vector<glm::mat4> matrixStack;

然后对于每个孩子：

glm::mat4 modelMatrix = matrixStack.back();
glm::mat4 nodeTransform = /*apply your transform here*/
glm::mat4 new = modelMatrix * nodeTransform;
matrixStack.push_back(new);
/*Pass in the new matrix to the shader and call to glDrawArrays or whatever to render your square*/

for (every child) {
    render();
}
matrixStack.pop_back();

对于绘图部分，我猜想你可以将顶点数组与正方形顶点绑定，然后在每个子元素调用glDrawArrays之前，在着色器中更新模型矩阵。