在尝试进行实时3D地形变化时，我遇到了帧速率下降的问题。我使用的是C＃，XNA 4.0和VS 2010.这是我的旧学校项目，现在是完成它的时候了。
我已经从图像文件生成地形，包含所有效果和内容，无论图像文件的分辨率如何，它都能顺利运行。问题出在我的地形编辑器上。我希望它能够手动改变地形。我也做了那个部分，但只有在地形大小相等或小于128x128像素时它才有效。如果地形大小更大，我开始将帧速率降低到大约150x150像素，如果地形大小大于512x512像素，则完全无法管理。
我已经尝试了几种方法：
试图使用线程，但后来我得到奇怪的错误，说“一次一个线程中可以调用Draw方法”或类似的东西，而且我无法解决。
< / LI>接下来我尝试使用DynamicVertexBuffer和DynamicIndexBuffer。这有很大帮助，现在我的代码可以使用可接受的帧速率，最大可达256x256像素。
看看我的代码：
public void ChangeTerrain(float[,] heightData)
{
int x, y;
int v = 1;
if (currentMouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed && currentMouseState.X < 512)
{
x = (int)currentMouseState.X / 2;
y = (int)currentMouseState.Y / 2;
if (x < 5)
x = 5;
if (x >= 251)
x = 251;
if (y < 5)
y = 5;
if (y >= 251)
y = 251;
for (int i = x - 4; i < x + 4; i++)
{
for (int j = y - 4; j < y + 4; j++)
{
if (i == x - 4 || i == x + 3 || j == y - 4 || j == y + 3)
v = 3;
else
v = 5;
if (heightData[i, j] < 210)
{
heightData[i, j] += v;
}
}
}
}
if (currentMouseState.RightButton == ButtonState.Pressed && currentMouseState.X < 512)
{
x = (int)currentMouseState.X / 2;
y = (int)currentMouseState.Y / 2;
if (x < 5)
x = 5;
if (x >= 251)
x = 251;
if (y < 5)
y = 5;
if (y >= 251)
y = 251;
for (int i = x - 4; i < x + 4; i++)
{
for (int j = y - 4; j < y + 4; j++)
{
if (heightData[i, j] > 0)
{
heightData[i, j] -= 1;
}
}
}
}
if (keyState.IsKeyDown(Keys.R))
{
for (int i = 0; i < 256; i++)
for (int j = 0; j < 256; j++)
heightData[i, j] = 0f;
}
SetUpTerrainVertices();
CalculateNormals();
terrainVertexBuffer.SetData(vertices, 0, vertices.Length);
}
我的分辨率为1024x512像素，因此我将鼠标位置缩放1/2以获得地形位置。我使用鼠标左键和右键来改变地形，即改变生成3D地形的heightData。 最后3行从新的heightData创建顶点，计算法线以便可以应用阴影，最后一行只是将顶点数据投射到顶点缓冲区。
在此之前，我在LoadContent方法中设置了动态顶点和索引缓冲区，并调用初始顶点和索引设置。从Update方法调用此方法（ChangeTerrain）。
我做了一些调试，发现最极端情况下最大的顶点大小约为260000 + - 几千。是否有可能.SetData是如此耗时，导致帧速率下降？或者是别的什么？如何解决这个问题并让我的编辑器在任何地形尺寸下都能正常运行？
此外，我需要将此代码与DynamicVertexBuffer一起使用，但我无法在XNA 4.0中使用它。
terrainVertexBuffer.ContentLost += new EventHandler(TerrainVertexBufferContentLost);
public void TerrainVertexBufferContentLost()
{
terrainVertexBuffer(vertices, 0, vertices.Length, SetDataOptions.NoOverwrite);
}
感谢您的帮助！
编辑：
这是我的SetUpTerrainVertices代码：
private void SetUpTerrainVertices()
{
vertices = new VertexPositionNormalColored[terrainWidth * terrainLength];
for (int x = 0; x < terrainWidth; x++)
{
for (int y = 0; y < terrainLength; y++)
{
vertices[x + y * terrainWidth].Position = new Vector3(x, heightData[x, y], -y);
vertices[x + y * terrainWidth].Color = Color.Gray;
}
}
}
我的CalculateNormals
private void CalculateNormals()
{
for (int i = 0; i < vertices.Length; i++)
vertices[i].Normal = new Vector3(0, 0, 0);
for (int i = 0; i < indices.Length / 3; i++)
{
int index1 = indices[i * 3];
int index2 = indices[i * 3 + 1];
int index3 = indices[i * 3 + 2];
Vector3 side1 = vertices[index1].Position - vertices[index3].Position;
Vector3 side2 = vertices[index1].Position - vertices[index2].Position;
Vector3 normal = Vector3.Cross(side1, side2);
vertices[index1].Normal += normal;
vertices[index2].Normal += normal;
vertices[index3].Normal += normal;
}
for (int i = 0; i < vertices.Length; i++)
vertices[i].Normal.Normalize();
}
我使用以下行在XNA LoadContent方法中设置顶点和索引缓冲区：
terrainVertexBuffer = new DynamicVertexBuffer(device, VertexPositionNormalColored.VertexDeclaration, vertices.Length,
BufferUsage.None);
terrainIndexBuffer = new DynamicIndexBuffer(device, typeof(int), indices.Length, BufferUsage.None);
我从Update调用ChangeTerrain方法，这就是我绘制的方式：
private void DrawTerrain(Matrix currentViewMatrix)
{
device.DepthStencilState = DepthStencilState.Default;
device.Clear(ClearOptions.Target | ClearOptions.DepthBuffer, Color.Black, 1.0f, 0);
effect.CurrentTechnique = effect.Techniques["Colored"];
Matrix worldMatrix = Matrix.Identity;
effect.Parameters["xWorld"].SetValue(worldMatrix);
effect.Parameters["xView"].SetValue(currentViewMatrix);
effect.Parameters["xProjection"].SetValue(projectionMatrix);
effect.Parameters["xEnableLighting"].SetValue(true);
foreach (EffectPass pass in effect.CurrentTechnique.Passes)
{
pass.Apply();
device.Indices = terrainIndexBuffer;
device.SetVertexBuffer(terrainVertexBuffer);
device.DrawIndexedPrimitives(PrimitiveType.TriangleList, 0, 0, vertices.Length, 0, indices.Length / 3);
}
}
EDIT2：
好的，我决定再提出你的第二个建议并遇到一些问题。我修改了这样的方法：
public void ChangeTerrain(Texture2D heightmap)
{
Color[] mapColors = new Color[256 * 256];
Color[] originalColors = new Color[256 * 256];
for (int i = 0; i < 256 * 256; i++)
originalColors[i] = new Color(0, 0, 0);
heightMap2.GetData(mapColors);
device.Textures[0] = null;
device.Textures[1] = null;
int x, y;
int v = 1;
if (currentMouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed && currentMouseState.X < 512)
{
x = (int)currentMouseState.X / 2;
y = (int)currentMouseState.Y / 2;
if (x < 4)
x = 4;
if (x >= 251)
x = 251;
if (y < 4)
y = 4;
if (y >= 251)
y = 251;
for (int i = x-4; i < x+4; i++)
{
for (int j = y-4; j < y+4; j++)
{
if (i == x - 4 || i == x + 3 || j == y - 4 || j == y + 3)
v = 3;
else
v = 5;
if (mapColors[i + j * 256].R < 210)
{
mapColors[i + j * 256].R += (byte)(v);
mapColors[i + j * 256].G += (byte)(v);
mapColors[i + j * 256].B += (byte)(v);
}
heightMap2.SetData(mapColors);
}
}
}
if (currentMouseState.RightButton == ButtonState.Pressed && currentMouseState.X < 512)
{
x = (int)currentMouseState.X / 2;
y = (int)currentMouseState.Y / 2;
if (x < 4)
x = 4;
if (x >= 251)
x = 251;
if (y < 4)
y = 4;
if (y >= 251)
y = 251;
for (int i = x - 4; i < x + 4; i++)
{
for (int j = y - 4; j < y + 4; j++)
{
if (mapColors[i + j * 256].R > 0)
{
mapColors[i + j * 256].R -= 1;
mapColors[i + j * 256].G -= 1;
mapColors[i + j * 256].B -= 1;
}
heightMap2.SetData(mapColors);
}
}
}
if (keyState.IsKeyDown(Keys.R))
heightMap2.SetData(originalColors);
}
生成平面 - 仅在LoadContent()方法中生成一次：
vertices仅分配一次
private void SetUpTerrainVertices()
{
for (int x = 0; x < terrainWidth; x++)
{
for (int y = 0; y < terrainLength; y++)
{
vertices[x + y * terrainWidth].Position = new Vector3(x, 0, -y);
vertices[x + y * terrainLength].Color = Color.Gray;
}
}
}
Draw方法与之前相同，但有一个额外的行：
effect.Parameters["xTexture0"].SetValue(heightMap2);
另外，我制作了名为Editor的新技术，它看起来像这样：
//------- Technique: Editor --------
struct EditorVertexToPixel
{
float4 Position : POSITION;
float4 Color : COLOR0;
float LightingFactor: TEXCOORD0;
float2 TextureColor : TEXCOORD1;
};
struct EditorPixelToFrame
{
float4 Color : COLOR0;
};
EditorVertexToPixel EditorVS( float4 inPos : POSITION, float4 inColor: COLOR, float3 inNormal: NORMAL, float2 inTextureColor: TEXCOORD1)
{
EditorVertexToPixel Output = (EditorVertexToPixel)0;
float4x4 preViewProjection = mul (xView, xProjection);
float4x4 preWorldViewProjection = mul (xWorld, preViewProjection);
float4 Height;
float4 position2 = inPos;
position2.y += Height;
Output.Color = inColor;
Output.Position = mul(position2, preWorldViewProjection);
Output.TextureColor = inTextureColor;
float3 Normal = normalize(mul(normalize(inNormal), xWorld));
Output.LightingFactor = 1;
if (xEnableLighting)
Output.LightingFactor = saturate(dot(Normal, -xLightDirection));
return Output;
}
EditorPixelToFrame EditorPS(EditorVertexToPixel PSIn)
{
EditorPixelToFrame Output = (EditorPixelToFrame)0;
//float4 height2 = tex2D(HeightSAmpler, PSIn.TextureColor);
float4 colorNEW = float4(0.1f, 0.1f, 0.6f, 1);
Output.Color = PSIn.Color * colorNEW;
Output.Color.rgb *= saturate(PSIn.LightingFactor) + xAmbient;
return Output;
}
technique Editor
{
pass Pass0
{
VertexShader = compile vs_3_0 EditorVS();
PixelShader = compile ps_3_0 EditorPS();
}
}
此代码不起作用，因为未设置float4 Height。我想要做的是将纹理颜色采样到float4 Height（使用Sample），但我不能在VertexShader中使用采样器。我收到错误消息“X4532无法将表达式映射到顶点着色器指令集”。
然后，我红了，你可以在SampleLevel中使用VertexShader来对颜色数据进行采样，并认为我找到了解决方案，但我得到了一个奇怪的错误，只有一个俄罗斯博客记录，但我可以'说或读俄语。错误是：“X4814纹理声明上的意外别名”
有没有办法在PixelShader中对颜色进行采样，然后将其传递给VertexShader？
这可能有用，因为我设法将float4 Height设置为各种值，并且它改变了顶点高度。问题是，我不知道如何在VertexShader中读取纹理颜色，或者如何将红色纹理颜色数据从PixelShader传递到VertexShader。
EDIT3：
我想我找到了解决方案。正在网上搜索并发现tex2Dlod函数用作VertexShader纹理采样器。但是显示的语法不同，我无法使它们起作用。
任何人都可以指出好的HLSL文献，以了解HLSL编码。这项任务看起来很简单，但不知怎的，我无法让它发挥作用。
答案 0 :(得分：2)
好的，所以我不能提供“真正的”性能建议 - 因为我没有测量你的代码。测量可能是性能优化中最重要的部分 - 您需要能够回答这些问题：“我的性能目标是否慢于我？”并且“为什么我比我的目标慢？”
话虽如此 - 作为一名经验丰富的开发人员，这些东西对我来说很突出：
从Update方法
调用此方法（ChangeTerrain）
您应该考虑将该方法拆分，以便不是每帧重新创建数据，而是只在实际更改地形时才能正常工作。
vertices = new VertexPositionNormalColored[terrainWidth * terrainLength];
每帧分配一个新的vertices缓冲区巨大内存分配（ 6MB ，512x512）。这会对垃圾收集器造成很大的压力 - 而且我怀疑这是导致性能问题的主要原因。
鉴于您无论如何都要设置该数组中的所有数据，只需删除该行，数据中的旧数据将被覆盖。
更好的是，您可以保留未按原样更改的数据，并仅修改实际更改的顶点。就像你为heightData所做的一样。
作为其中的一部分，修改CalculateNormals是一个非常好的主意，这样，它不必依赖索引缓冲区并遍历每个三角形，而是可以计算周围顶点的索引（形成三角形）用于任何特定顶点 - 您可以执行某些操作，因为vertices是有序的。再次，有点像你为heightData所做的一样。
terrainVertexBuffer.SetData(vertices, 0, vertices.Length);
这是向GPU发送完整的6MB缓冲区。有SetData版本仅将完整缓冲区的子集发送到GPU。您应该尝试使用这些。
请记住，每个SetData调用都会带来一些开销，所以不要过于细化。最好每个顶点缓冲区只有一个调用，即使这意味着必须发送一些未修改的缓冲区部分。
这可能是唯一一个“分块”你的地形会产生重大影响的地方，因为它可以让你为每个SetData调用指定一个更紧密的区域 - 允许你发送更少的未经修改的数据。 （我会弄清楚为什么这是一个练习。）
（你已经在使用DynamicVertexBuffer，这很好，因为这意味着GPU会自动处理其缓冲区即时更改的管道问题。）
最后，如果性能仍然存在问题，您可以完全考虑不同的方法。
一个例子可能是将几何计算卸载到GPU。您将heightData转换为纹理，并使用顶点着色器（使用平顶网格作为输入）对该纹理进行采样并输出相应的位置和法线。
这种方法的一个很大的优点是heightData可以比你的顶点缓冲区小批次（在512x512处为0.25MB） - 这是CPU需要处理的数据少得多，发送到GPU。