共享顶点在面之间是否值得？

Question

我目前正在进行一个WebGL项目，尽管我认为这个问题适用于许多图形API。

让我用一个简单的立方体的例子来说明我的问题。

一个立方体有6个面，每个面有4个顶点，因此总共有24个顶点组成立方体。但是，如果我们在面之间共享顶点，我们可以将总顶点数减少到只有8个。根据我的阅读，这可以节省大量宝贵的GPU内存，特别是在处理复杂模型和场景时。

另一方面，通过在面之间共享顶点，我亲身体验到了其中一些缺点，包括：

• 复杂的顶点法线计算，因为我们必须找到每个顶点的“平均”法线，考虑到每个面的法线，该顶点是其一部分。

• 有些顶点仍然必须被复制以“匹配”它们对应的UV坐标。

• 由于一个顶点可能被许多面共享，因此我们无法使用每个顶点着色来指定不同的颜色。

我所阅读的书非常强调顶点共享以最小化内存使用，因此当我遇到一些顶点共享的缺点时，我不确定顶点着色真的有多可行/有用。作者没有提及顶点共享的任何缺点，因此我想听听大家的意见。那么，顶点共享所产生的内存节省真的很重要吗？

- Armada

Answer 1

你提到的缺点确实很现实，尤其是对于具有许多锐利边缘或不同纹理的形状而言。立方体是顶点共享最差的例子，每个顶点有3个不同的法线和可能的纹理坐标。在本质上，共享顶点是几乎不可能的。

但是，想象一些有机的形状，像球、某些动物的身体、汽车、树甚至像沙漠这样简单的东西。这些形状可能需要大量的顶点才能看起来像样，但许多这些顶点在面之间是共享的。它们需要完全相同的法线、纹理坐标和其他内容才能看起来平滑。

此外，第一个缺点并不是非常重要。计算顶点可以在预处理中完成，大多数情况下甚至由建模者完成。这基本上永远不会实时进行，而是以这种格式已有。但是如果需要实时进行，则可以考虑权衡和剖析，但即使在这种情况下，使用几何着色器也可能是一个更可取的解决方案，如果需要视觉保真度。

总之这严重取决于你所做的事情。在一些情况下，由于您提到的原因，顶点共享并不是可行的。但无论如何，在许多许多情况下，它都有潜在地节省大量内存的可能性。

- Invalid

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谢谢你的回答。我只是假设所有对象在导入时都以完全相同的方式处理，但我想引擎可以修改以处理不同级别的顶点共享。当你提到一个立方体时，你说得很对 - 这就是导致我的问题的形状。因此，如果我要在自己的引擎中实现这个功能，您会建议我添加导入具有可自定义顶点共享级别的对象的功能，以便这些对象（例如立方体）可以正确处理，而更有机的对象则使用高级别的共享？ - Armada

无疑，顶点共享相对简单，应该在引擎中是可选/可变的。随意共享或不共享任何顶点对于优化内存使用至关重要。 - Invalid