Question

在学习游戏的3D图形编程时，我决定通过使用Scene Kit 3D API开始简单。我的第一个游戏目标是构建一个非常简化的模拟MineCraft。只是立方体的游戏 - 它有多难。

下面是我编写的一个循环，用于放置100 x 100立方体（10,000）并且FPS性能非常差（~20 FPS）。对于Scene Kit，我的初始游戏目标是否过多，或者有更好的方法来解决这个问题吗？

我已阅读StackExchange上的其他主题，但感觉不到他们回答我的问题。将暴露的表面块转换为单个网格将不起作用，因为SCNGeometry是不可变的。

func createBoxArray(scene : SCNScene, lengthCount: Int, depthCount: Int) {
    let startX : CGFloat = -(CGFloat(lengthCount) * CUBE_SIZE) + (CGFloat(lengthCount) * CUBE_MARGIN) / 2.0
    let startY : CGFloat = 0.0
    let startZ : CGFloat = -(CGFloat(lengthCount) * CUBE_SIZE) + (CGFloat(lengthCount) * CUBE_MARGIN) / 2.0

    var currentZ : CGFloat = startZ

    for z in 0 ..< depthCount {
        currentZ += CUBE_SIZE + CUBE_MARGIN

        var currentX = startX
        for x in 0 ..< lengthCount {
            currentX += CUBE_SIZE + CUBE_MARGIN

            createBox(scene, x: currentX, y: startY, z: currentZ)
        }
    }
}


func createBox(scene : SCNScene, x: CGFloat, y: CGFloat, z: CGFloat) {
    var box = SCNBox(width: CUBE_SIZE, height: CUBE_SIZE, length: CUBE_SIZE, chamferRadius: 0.0)
    box.firstMaterial?.diffuse.contents = NSColor.purpleColor()

    var boxNode = SCNNode(geometry: box)
    boxNode.position = SCNVector3Make(x, y, z)
    scene.rootNode.addChildNode(boxNode)
}

更新12-30-2014： 我修改了代码，以便创建SCNBoxNode一次，然后通过以下方式创建100 x 100数组中的每个附加框：

var newBoxNode = firstBoxNode.clone()
newBoxNode.position = SCNVector3Make(x, y, z)

此更改似乎将FPS增加到~30fps。其他统计信息如下（根据SCNView中显示的统计信息）：

10K（我假设这是抽奖电话？） 120K（我假设这是面孔） 360K（假设这是顶点计数）

大部分运行循环都在渲染中（我估计是98％）。总循环时间为26.7ms（ouch）。我正在使用Mac Pro Late 2013（6核w / Dual D500 GPU）。

鉴于MineCraft风格的游戏有一个根据玩家行为不断变化的风景，我不知道如何在Scene Kit的范围内优化它。令我非常失望，因为我非常喜欢这个框架。我很想听听别人对如何解决这个问题的看法 - 没有这个，我不得不使用OpenGL。

更新12-30-2014 @美国东部时间下午2:00： 使用flattenedClone（）时，我看到了显着的性能提升。即使有更多的盒子和两个绘图调用，FPS现在也是稳定的60fps。然而，适应动态环境（正如MineCraft支持）仍然存在问题 - 见下文。

由于数组会随着时间的推移改变成分，我添加了一个keyDown处理程序，以便在现有的时候添加一个更大的盒子数组，并定时添加盒子数组之间的差异，从而产生更多的调用，而不是添加为flattenedClone。这是我发现的：

在keyDown上我添加另一个120 x 120盒（14,400盒）的数组

// This took .0070333 milliseconds
scene?.rootNode.addChildNode(boxArrayNode)
// This took .02896785 milliseconds
scene?.rootNode.addChildNode(boxArrayNode.flattenedClone())

再次调用flattenedClone（）比添加数组慢4倍。

这导致两个绘图调用具有293K个面和878K个顶点。我还在玩这个，如果我发现任何新内容，我会更新。最重要的是，通过我的额外测试，我仍然觉得Scene Kit的不可变几何约束意味着我无法利用框架。

Answer 1

正如你提到的Minecraft，我认为值得研究它是如何运作的。

我没有技术细节或代码示例，但一切都应该是非常直接的：

你有没有在网上玩过我的世界，地形没有加载让你透透？那是因为里面没有几何形状。

让我们假设我有一个2x2x2的立方体数组。这使得2 * 2 * 2 * 6 * 2 = 96个三角形。

但是，如果从相机的角度测试和绘制可见光上的多边形，可能是通过测试法线（因为它是立方体），这个数字可以下降到48个三角形。

如果你找到一种方法来查看哪些面被其他面遮挡（考虑到你正在使用平面，背面，基于网格的面，这不应该太难）你只能绘制这些面。这样，我们绘制了8到24个三角形。这是高达90％的优化。

如果你想变得非常深，你甚至可以组合面部，从可见的平面上制作一个N-gon。如果您创建一种新的方法来动态生成几何体，并且在同一平面上测试相邻的可见面，则可以这样做。

如果你成功了，我们会说2到6个多边形而不是96个，来渲染8个立方体。

请注意，最后一种方法仅在您的块相互接触时才有效。

可能有大量类似Minecraft的渲染器文件，一些谷歌将帮助您解决这个问题！

场景套件性能与立方体测试

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