Question

我想发送缓冲区列表（到GPU /顶点着色器），其中包含有关顶点位置，世界位置，颜色，比例和旋转的信息。

如果我的每个3D对象都有一个矩阵中的变换相关信息，我如何通过VBO将这个矩阵数组（除了其他顶点数据）传递给GPU？

更新请原谅任何错别字：

// bind & set vertices.
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
gl.vertexAtribPointer(a_Position, 3, gl.FLOAT, false, stride, 0);

// bind & set vertex normals.
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER,, vertexNormalsBuffer);
gl.vertexAttribPointer(a_Normal, 3, gl.FLOAT, false, stride, 0);

// becaue i cant pass in a model matrix via VBO, im tryng to pass in my world coordinates.
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, worldPositionBuffer);

// not sure why i need to do this, but most tutorials i've read says to do this.
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);

// bind & draw index buffer.
gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, vertexIndexBuffer);
gl.drawElements(gl.TRIANGLES, vertexIndexCount, gl.UNSIGNED_SHORT, 0);

请注意，这些缓冲区（vertexBuffer，vertexNormalsBuffer，worldPostiionBuffer，vertexIndexBuffer）是我场景中所有相应3D对象的连接（我正在渲染一个一个通过属性/制服 - 一种简单易懂的天真方法，但1000个对象的速度非常慢。

Answer 1

对于在渲染帧时需要经常更改的任何值，将它们作为attribute而不是uniform传递到着色器会更高效。如果您愿意，还可以将值存储在VBO中。请注意，它不是 required 在VBO中存储属性，也可以使用glVertexAttrib[1234]f()或glVertexAttrib[1234]fv()指定。

这适用于转换矩阵，就像传入着色器的任何其他值一样。如果它经常变化，你应该把它变成一个属性。在这种情况下唯一的轻微皱纹是我们处理矩阵，属性必须是向量。但这很容易克服。通常作为mat4传入的内容可以由类型vec4的3个值表示，其中这3个向量是矩阵的列向量。它当然是4个向量来表示完全通用的4x4矩阵，但变换矩阵中的第4列不用于任何常见的变换类型（投影矩阵除外）。

如果您希望转换在VBO中，您可以设置另外3个属性，就像您对位置和颜色所做的那样。存储在VBO中的属性值是相应变换矩阵的列向量。

然后在顶点着色器中，通过计算变换属性向量与输入位置的点积来应用变换。代码可能如下所示：

attribute vec4 InPosition;
attribute vec4 XTransform;
attribute vec4 YTransform;
attribute vec4 ZTransform;
main() {
    vec3 eyePosition = vec3(
        dot(XTransform, InPosition),
        dot(YTransform, InPosition),
        dot(ZTransform, InPosition));
    ...
}

还有其他方法可以在完整的OpenGL中解决这个问题，比如使用统一缓冲区对象。但对于WebGL和OpenGL ES 2.0，我认为这是最好的解决方案。

Answer 2

你的方法是正确的，并且在某种程度上是不可避免的。如果你有1000个不同 非静态的对象，那么你需要（或者最好）进行1000次绘制调用。但是，如果您的对象是静态的，那么只要它们使用相同的材料就可以将它们合并在一起。

合并静态对象很简单。您可以通过乘以模型矩阵来修改顶点位置，以便将顶点转换为世界空间。然后，您可以在一次绘制调用中渲染批处理。

如果您有许多相同对象的实例但具有不同的模型矩阵（即不同的位置，方向或比例），那么您应该使用实例渲染。这将允许您在单个绘图调用中呈现所有实例。

最后，请注意，绘制调用不一定非常昂贵。会发生什么情况是状态更改会延迟，直到您发出绘制调用。例如，请考虑以下事项：

gl.drawElements(gl.TRIANGLES, vertexIndexCount, gl.UNSIGNED_SHORT, 0);
gl.drawElements(gl.TRIANGLES, vertexIndexCount, gl.UNSIGNED_SHORT, 0);

第二次绘制调用对CPU的负担要比第二次少（为自己尝试）。这是因为两个绘制调用之间没有状态变化。如果您只是在绘制调用之间更新模型矩阵统一变量，那么这不应该显着增加成本。通过着色器程序和材料对对象进行排序，可以（并推荐）最小化状态更改。

如何将模型矩阵包含到VBO中？

2 个答案: