在Android上OpenGL ES 2.0中快速动态顶点

Question

我正在尝试使用OpenGL ES 2.0在Android上批量绘制一堆线条，我需要知道最佳的方法。

现在我创建了一个名为LineEngine的类，该类构建了一个包含所有要绘制顶点的FloatBuffer，然后一次性绘制所有线条。问题是，显然FloatBuffer.put()非常慢，会消耗大量CPU时间。

这是我的类：

public class LineEngine {
    private static final float[] IDENTIY = new float[16];
    private FloatBuffer mLinePoints;
    private FloatBuffer mLineColors;
    private int mCount;

    public LineEngine(int maxLines) {
        Matrix.setIdentityM(IDENTIY, 0);

        ByteBuffer byteBuf = ByteBuffer.allocateDirect(maxLines * 2 * 4 * 4);
        byteBuf.order(ByteOrder.nativeOrder());
        mLinePoints = byteBuf.asFloatBuffer();

        byteBuf = ByteBuffer.allocateDirect(maxLines * 2 * 4 * 4);
        byteBuf.order(ByteOrder.nativeOrder());
        mLineColors = byteBuf.asFloatBuffer();

        reset();
    }

    public void addLine(float[] position, float[] color){
        mLinePoints.put(position, 0, 8); //These lines
        mLineColors.put(color, 0, 4); // are taking
        mLineColors.put(color, 0, 4); // the longest!
        mCount++;
    }

    public void reset(){
        mLinePoints.position(0);
        mLineColors.position(0);
        mCount = 0;
    }

    public void draw(){
        mLinePoints.position(0);
        mLineColors.position(0);
        GraphicsEngine.setMMatrix(IDENTIY);
        GraphicsEngine.setColors(mLineColors);
        GraphicsEngine.setVertices4d(mLinePoints);
        GraphicsEngine.disableTexture();
        GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_LINES, 0, mCount * 2);
        GraphicsEngine.disableColors();
        reset();
    }
}

有没有更好的方法将所有这些行批处理在一起？

- Lit Climbing

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设备正在运行哪个Android版本？FloatBuffer存在问题。GLES20需要API级别8，因此至少是Froyo。你能在运行Honeycomb的设备上测试吗？ - Stefan Hanke

我正在我的Galaxy Nexus上的ICS上运行它。我会再次确认它是否确实需要很长时间。 - Lit Climbing

我刚刚在我的Galaxy Nexus和EVO 4G上测试了一下批处理行和不批处理行。EVO的FPS从28.8提高到了30，而Galaxy Nexus保持不变，为58.4。然而，在方法分析器中，它显示绘图函数（包括FloatBuffer.put和实际的OpenGL绘制调用）花费了更多的时间。它从31.5％增加到了53.1％的CPU时间。这只是分析器搞错了吗？ - Lit Climbing

请注意您的分析 - 如果您正在使用 GLSurfaceView，那么它很可能会自行决定帧率。 - Michael Slade

Answer 1

您想要做的是SpriteBatching。如果您希望在openGL es中使程序更加稳定，您需要检查以下内容（这是导致程序变慢的原因列表）：

- 每帧更改太多opengl ES状态。 - 再次启用/禁用（纹理等）。一旦启用某些内容，您就不必再次启用它，它会自动应用到该帧。 - 使用太多资源而不是spriteSheets。是的，这会对性能产生巨大影响。例如，如果您有10个图像，您必须为每个图像加载不同的纹理，这很慢。更好的方法是创建一个spriteSheet。（您可以在谷歌上查找免费的spriteSheet创建工具）。 - 您的图像质量很高。是的！检查您的分辨率和文件扩展名。优先使用.png文件。 - 关注api 8浮点缓冲区错误（您必须使用int缓冲区来修复错误）。

-使用Java容器。这是最大的陷阱，如果您使用字符串连接（它不是一个容器，但每次都返回一个新的字符串）或List或任何其他返回新类实例的容器，则您的程序由于垃圾收集而变慢的可能性很大。对于输入处理，我建议您搜索一种称为Pool Class的技术。它的用途是回收对象而不是创建新对象。垃圾收集器是巨大的敌人，尽量让它满意，并避免可能调用它的任何编程技术。

-永远不要即时加载东西，而是制作一个加载器类并在应用程序开始时加载所有必要的资源。

如果您实现了此列表，则您的程序将具有强大的韧性。

最后一个补充。什么是精灵批处理器？SpriteBatcher是一个使用单个纹理来渲染多个对象的类。它将自动创建顶点、索引、颜色、u-v坐标，并将它们作为批处理呈现。这种模式将节省GPU和CPU功率。从您发布的代码中，我无法确定导致CPU变慢的原因，但从我的经验来看，是由于我之前提到的列表中的一项或多项原因。检查列表，遵循它，搜索spriteBatching，并且我确定您的程序将运行快速。希望我能帮到您！

编辑：我认为我找到了导致你的程序变慢的原因，你没有翻转缓冲区！你只是重置了位置。你不断添加更多对象，导致缓冲区超载。在reset方法中，只需翻转缓冲区。mLineColors.flip和mLinePaints.flip就可以完成任务。如果每帧发送新的顶点，请确保每帧都调用它们。

- KostasRim

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我已经很久没有在这段代码上工作了，但是你的答案有很多好的信息，如果翻转缓冲区会有很大的改进，我不会感到惊讶。旧点将被覆盖，所以不会有溢出吗？或者缓冲区不是这样工作的吗？ - Lit Climbing

嗨，抱歉回复晚了，我不在电脑旁。首先祝你圣诞快乐！现在回答你的问题，缓冲区是一个临时存储大量需要处理的信息的数组，而不是逐个处理相同的信息直到结束。当你翻转缓冲区时，它会自动调整大小，因此你不必担心过载（除非你给出非常非常大的尺寸）。过载意味着如果缓冲区容量为10个int，则只要不超过10个就可以，如果你给11个，那么就会发生缓冲区溢出。 - KostasRim

覆盖内存位置并不是重载。只需记住更改内存值，而不是要求程序保留相同的内存加上新点。您只需呈现当前帧点（旧点不再存在！）。希望我有所帮助，祝您新年快乐 :)！ - KostasRim

Answer 2

使用相对较大的浮点数组进行FloatBuffer.put(float[])操作应该会更快。单个put(float)调用存在很多开销。

- tjltjl

Answer 3

只需使用一个非常简单的本地函数，该函数将从您的类中调用。 您可以直接将float []放入OpenGL中，无需通过愚蠢的缓冲区接口浪费CPU时间。

- the swine