在OpenGL中绘制许多球体

Question

我希望使用OpenGL绘制许多球体（~100k）。目前，我正在执行以下操作：

for (int i=0; i<pnum; i++){
     glPushMatrix();
     glTranslatef(bpos[i].x, bpos[i].y, bpos[i].z);
     glCallList(DListSPHERE);
     glPopMatrix();
}

在使用适当的球体之前，我使用了GL_POINTS。这使我能够使用包含所有点的数组调用glDrawArrays，非常高效。除了上述代码之外，是否有更好的方法来绘制许多相同的对象？

- hanno

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正如Gregory Pakosz所提到的，实例化是实现这一目标的标准方式。然而，我真的不明白什么样的实际情况需要大约100K个球体。我能想到的所有事情都可以用圆点更好地完成。您能详细说明一下您的使用情况吗？ - Bahbar

我模拟土星的环，并希望实时可视化结果。 "深度" 的视觉反馈至关重要，因此简单的点无法胜任。例如：http://hanno-rein.de/examplespheres.png 和 http://hanno-rein.de/examplepoints.png - hanno

不错的插图。你可以通过在像素着色器中进行照明来模拟球体外观。即使只应用基本纹理，也会对此有所帮助。重点是，100K个球体肯定会影响性能，而点则不会那么多（正如你已经注意到的那样）。 - Bahbar

Answer 1

请看这个有关着色技术的页面：instancing，其中包含许多参考文献：

• 一些测试结果表明何时使用实例化以及何时不使用：http://www.ozone3d.net/blogs/lab/?p=87

• 一个OpenGL伪实例化的实现（推荐用于旧硬件）。 glsl_pseudo_instancing.pdf

• OpenGL实例化： http://www.opengl.org/registry/specs/EXT/draw_instanced.txt

此外，请参考维基百科上的维基百科上的几何实例化。

- Gregory Pakosz

Answer 2

如果你要绘制大约100k个球体，你可能需要考虑射线投射而不是使用多边形网格来近似它们。Sigg等人（2006年）的论文《基于GPU的二次曲面射线投射》和Gumhold（2003年）的《带深度校正的椭球光斑化》介绍了如何实现这一点。如果你这样做，就可以重用许多快速的点精灵代码。

- Malte Clasen

Answer 3

你可以使用点精灵和片段着色器来复制渲染球体的效果，而不需要实际的球体几何形状。但我建议先尝试实例化技术。

- tkerwin