Question

我正在使用OpenGL ES 2.0编写一个iOS应用程序来向屏幕渲染大量对象。目前，这些对象是简单的形状（正方形，球形和圆柱形）。

当没有任何对象相互重叠时，程序以30 fps平稳运行。

当我添加出现在其余模型后面的对象（例如背景矩形）时，我的问题就出现了。当我尝试绘制背景矩形时，我只能在它前面绘制占用不到一半屏幕的对象。如果大于此值，帧速率将降至15至20 fps之间。

目前，我的所有模型（包括背景）都使用以下代码绘制：

- (void)drawSingleModel:(Model *)model
{
    //Create a model transform matrix.
    CC3GLMatrix *modelView = [CC3GLMatrix matrix];

    //Transform model view
    // ...
    //Pass matrix to shader.
    glUniformMatrix4fv(_modelViewUniform, 1, 0, modelView.glMatrix);

    //Bind the correct buffers to openGL.
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, [model vertexBuffer]);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, [model indexBuffer]);
    glVertexAttribPointer(_positionSlot, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), 0);

    glVertexAttribPointer(_colorSlot, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (GLvoid*) (sizeof(float) * 3));

    //Load vertex texture coordinate attributes into the texture buffer.
    glVertexAttribPointer(_texCoordSlot, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (GLvoid*) (sizeof(float) * 7));
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, [model textureIndex]);
    glUniform1i(_textureUniform, 0);

    glDrawElements([model drawMode], [model numIndices], GL_UNSIGNED_SHORT, 0);
}

此代码是从我的draw方法调用的，其定义如下：

- (void)draw
{
    glUseProgram(_programHandle);
    //Perform OpenGL rendering here.
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
    glEnable(GL_BLEND);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glEnable(GL_CULL_FACE);

    _camera = [CC3GLMatrix matrix];

    //Camera orientation code.
    //...

    //Pass the camera matrix to the shader program.
    glUniformMatrix4fv(_projectionUniform, 1, 0, _camera.glMatrix);

    glViewport(0, 0, self.frame.size.width, self.frame.size.height);
    //Render the background.
    [self drawSingleModel:_background];

    //Render the objects.
    for(int x = 0; x < [_models count]; ++x)
    {
        [self drawSingleModel:[_models objectAtIndex:x]];
    }

    //Send the contents of the render buffer to the UI View.
    [_context presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
}

我发现通过更改渲染顺序如下：

    for(int x = 0; x < [_models count]; ++x)
    {
        [self drawSingleModel:[_models objectAtIndex:x]];
    } 
    [self drawSingleModel:_background];

在背景上渲染时的帧速率是30 fps。

当然，如果_models中的任何对象必须在彼此前面渲染，则仍会发生减速。此外，按此顺序渲染会使半透明和透明对象绘制为黑色。

我对OpenGL还不熟悉，所以我不太清楚我的问题在哪里。我的假设是执行深度测试的速度有所下降，我也意识到我正在使用移动设备。但我无法相信iOS设备执行此操作的速度太慢。该程序仅渲染5个模型，每个模型大约有180个三角形。

有什么我没看到的，或者某种解决方法吗？任何建议或指示将不胜感激。

Answer 1

您正在使用移动GPU的一个特点：那些东西（除了NVidia Tegra）不会对隐藏表面移除进行深度测试。大多数移动GPU，包括iPad中的移动GPU都是基于磁贴的光栅化器。这样做的原因是为了节省内存带宽，因为内存访问实际上是一项功耗密集型操作。在移动设备的功率受限环境中，减少所需的内存带宽可以显着延长电池寿命。

基于平铺的渲染器将视口拆分为多个平铺。将几何体发送到其中时，会将其拆分为切片，然后对于每个切片，它将与切片中已有的几何体相交。大多数情况下，图块仅由单个图元覆盖。如果传入的图元恰好位于已存在的几何图形的前面，则它将替换它。如果有切割交叉点，则添加新边。只有达到一定数量的边缘阈值时，该单个图块才会切换到深度测试模式。

仅在同步点处，准备好的图块被栅格化，然后。

现在很明显为什么重叠对象会降低渲染性能：原始图像重叠越多，设置图块的预处理就越多。

Answer 2

请参阅＆＃34; transparency sorting＆＃34; /＆＃34; alpha sorting＆＃34;。

我怀疑你看到的缓慢很大程度上是由于＆＃34; overdraw＆＃34;，即帧缓冲像素不止一次被绘制。当你从前到后绘制场景时，这是最糟糕的，因为深度测试总是通过。虽然iPhone 4 / 4S / 5可能有一个强大的GPU，但最后我检查了内存带宽非常糟糕（我不知道GPU缓存有多大）。

如果你从前到后渲染，问题是透明像素仍会写入深度缓冲区，导致它们遮挡后面的多边形。您可以使用alpha测试稍微减少（但只是略微）。

简单的解决方案：从前到后渲染不透明多边形，然后从后到前渲染透明多边形。这可能意味着在您的场景中进行两次通过，理想情况下，您希望对透明多边形进行排序，而这种多边形并不容易做好。

我认为（原则上）也可以将所有内容从前到后渲染并在目标alpha上执行alpha测试，但我不认为OpenGL支持这一点。

将附近的对象渲染到其他对象上时，OpenGL会变慢

2 个答案: