在OpenGL 3+中绘制多个纹理四边形的最快方法

Question

自从OpenGL 3.1及以上版本中移除了GL_QUADS，没有使用它的情况下绘制大量矩形的最快方法是什么？我尝试了几种不同的方法（如下），并在我的机器上对它们的速度进行了排名，但我想知道是否有更好的方法，因为最快的方法似乎仍然是浪费和不优雅的。需要注意的是，在每种方法中，我都使用具有交错顶点和纹理坐标的VBO，因为我认为这是最佳实践（虽然我可能是错误的）。此外，我还要说一句，不能在不同的矩形之间重用任何顶点，因为它们将具有不同的纹理坐标。

1. 使用具有原始重启索引的GL_TRIANGLE_STRIP的glDrawElements，使索引数组看起来像{0, 1, 2, 3, PRI, 4, 5, 6, 7, PRI, ...}。这会从我的VBO中取出前4个顶点，将它们视为三角形条形以制作矩形，然后将接下来的4个顶点视为单独的条带。问题在于索引数组似乎是一个空间浪费。GL_QUADS在早期的OpenGL版本中的好处是它会自动在每4个顶点之间重启原语。尽管如此，这仍然是我能找到的最快方法。
2. 几何着色器。我为每个矩形传入1个顶点，然后在着色器中构建适当的由4个顶点组成的三角形带。这似乎是最快和最优雅的方法，但我已经阅读并现在看到，与传递冗余数据相比，几何着色器的效率不高。
3. 使用GL_TRIANGLES的glDrawArrays。我只是独立地绘制每个三角形，不重用任何顶点。
4. 使用具有GL_TRIANGLE_STRIP的glMultiDrawArrays，"first"数组的所有倍数为4，并且"count"数组的许多元素为4。这告诉显卡从0开始绘制第一个4，然后从4开始绘制第一个4，依此类推。我认为这样缓慢的原因是无法在VBO中放置这些索引数组。

- noumenon28

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我不确定这里是否有明确的答案，性能可能因GPU或驱动程序的不同而有所不同。 - Tim

1. 不是。
2. 几何着色器并不适合单独使用，最好将输出保存到缓冲区并重复使用。
3. 或许。
4. 可能。
5. VBOs。在图形处理中，快速通常不是最优雅的，但差异可能足以弥补它。

- ssube

什么是5？我已经尽可能地使用VBO。 - noumenon28

Answer 1

您已经涵盖了所有典型的好方法，但我想建议几个不太典型的方法，我认为它们可能有更高的性能。根据问题的措辞，我假设您正在尝试绘制一个 m * n 的图块数组，并且它们都需要不同的纹理坐标。

• 几何着色器不是添加和删除顶点的正确工具。虽然它能够完成这个任务，但它真正适用于在动态地改变要渲染的基元数量时使用（例如阴影体积生成）。如果您只想绘制一堆相邻的不同基元，并带有不同的纹理坐标，那么我认为最快的方法是使用镶嵌着色器。只需传入单个四边形，让镶嵌器以过程方式计算纹理坐标。
• 一种类似且更具可移植性的方法是查找每个四边形的纹理坐标。这很简单：假设您正在绘制 50x20 个四边形，您将拥有一个 50x20 的纹理，其中存储了所有纹理坐标。在您的顶点程序中（或者可能更有效地在您的几何程序中）调用此纹理，并将结果发送到变量程序以进行实际渲染。

请注意，在上述两种情况下，您可以重复使用顶点。在第一种方法中，中间顶点是即时生成的。在第二种方法中，顶点的纹理坐标在着色器中被缓存值替换。

- imallett

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如果四边形不相邻，镶嵌着色器是否能够工作？ - noumenon28

据我所知，不会。随着优化的进行，所需的工作变得更加复杂。但是，你应该问自己是否真的需要这些优化。首先用任何方法让代码正常运行最为重要。 - geometrian