使用几何体着色器优化体素渲染

Question

我用C SDL2 GLEW Opengl 4.1编程一个小的体素游戏，有点像Minecraft。

我正在尽可能优化体素渲染。

我把世界滑成一块块，而这块块又滑成一块块。

每个块包含16x16x16个块。

现在，如果编辑块（删除/放置块），我将重建完整块和相邻块，并将其与vao和vbo一起上载到图形卡。

现在，为了最小化顶点数据，我必须从cpu传输到gpu，我使用几何体着色器。

首先，这是个好主意吗？

我的意思是几何体着色器必须为每个体素面计算每个帧的基本体。

但是，我对顶点着色器进行了编程，因此我只需要为每个块面传递一个顶点。

为了做到这一点，我使用了vec4。

前3个元素（x，y，z）用于块位置和4。元素（w）I用于指示面显示的方向。

0表示向后，1表示向前，2表示向左，3表示向右，4表示底部，5表示顶部。

请暂时忽略紫外线和正常光。

此外，我上传GLbyte的，而不是GL浮动的。

这是个好主意吗？

有什么更好/更快的方法？

    #version 410 

    uniform mat4 un_Combined; 

    layout(points) in; 
    layout(triangle_strip, max_vertices = 4) out; 

    in vec2 ge_UV[]; 

    out vec2 fr_UV; 
    out vec3 fr_Normal; 

    void main() 
    { 

        vec4 o = gl_in[0].gl_Position.xyzw; 

        if(o.w == 0) 
        { 
            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y + 1, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y + 1, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, -1); 
            EmitVertex(); 
        } 
        else 
        if(o.w == 1) 
        { 
            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y + 1, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y + 1, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 
        } 
        else 
        if(o.w == 2) 
        { 
            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y + 1, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y + 1, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(-1, 0, 0); 
            EmitVertex(); 
        } 
        else 
        if(o.w == 3) 
        { 
            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y + 1, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y + 1, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(1, 0, 0); 
            EmitVertex(); 
        } 
        else 
        if(o.w == 4) 
        { 
            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, -1, 0); 
            EmitVertex(); 
        } 
        else 
        { 
            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y + 1, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y + 1, o.z + 1, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x, o.y + 1, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 0, 1); 
            EmitVertex(); 

            gl_Position = un_Combined * vec4(o.x + 1, o.y + 1, o.z, 1); 
            fr_UV = vec2(0, 0); 
            fr_Normal = vec3(0, 1, 0); 
            EmitVertex(); 
        } 

        EndPrimitive(); 
    }

Answer 1

您可以测试自己，但通常情况下，几何体着色器会减慢速度，而不是加快速度。据我所知，AMD GPU对于几何着色器有一个特殊的情况，它总是精确地输出4个顶点（在本例中为真），Intel GPU可以具有相对于其他GPU的快速几何着色器，但一般来说，如果没有固定的输出大小优化，则必须同步不同的几何着色器。因此，您可能会遇到一些、许多或大多数实现的快速情况，但您必须进行测试。

考虑顶点数据可能不是很大的：例如，每个顶点8个字节，或者每个面32个字节。您甚至可以对所有块（例如0、1、2、3、0xffff、4、5、6、7、0xffff等）重用相同的索引缓冲区。这将问题转化为非常传统的时间与空间权衡。您可以在几何体着色器中花费更多的时间，也可以花费更多的空间来存储完整的顶点数据。你的程序是否内存不足？还是说你的计算量已经达到极限了？测验

请注意，您的几何着色器可以被写入无分支。您可以使用一个数组来存储每个方向上的人脸输出的基向量，而不是使用if/ther。