c++ - 使用 OpenGL 风扇而不是根据不同的位置创建圆有什么好处？

Question

我见过的所有 opengl 教程都展示了如何在 OpenGL 中创建一个圆使用“扇形”方法(或一些派生类)，我还没有看到有人使用以下方法:

像这样创建一组顶点:

float vertices[] = {
            0.5f,  0.5f, 0.0f,  1.0f,  1.0f, // top right
            0.5f, -0.5f, 0.0f,  1.0f, -1.0f, // bottom right
            -0.5f, -0.5f, 0.0f, -1.0f, -1.0f,// bottom left
            -0.5f,  0.5f, 0.0f,  -1.0f,  1.0f// top left
};

创建以下顶点着色器，将不同格式的边界信息传递给片段着色器:

#version 330 core

in vec3 apos;
in vec2 abound;

out vec3 ourColor;
out vec2 ourBound;

void main() {
    gl_Position = vec4(apos, 1.0);
    ourBound = abound;
}

创建以下片段着色器，它采用内插边界值来计算当前片段距中心的距离

#version 330 core

in vec2 ourBound;

uniform vec4 setColor;

void main() {
    float dist = sqrt((ourBound.x * ourBound.x) + (ourBound.y * ourBound.y));
    vec4 color_used = vec4(vec3(1.0), 0.0);
    if(dist < 1.0){
        color_used = setColor;
    }
    gl_FragColor = color_used;
}

加载着色器

启用混合

为 apos (offset = 0, stride = 5 * sizeof(float)) 和 abound (offset = 3, stride = 5 * sizeof(float)) 初始化 VBO/EBO 对象

初始化 colorLocation

在 VBA 中存储

在绘制循环加载程序中:

    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glUseProgram(shader_program);
    glUniform4f(colorLocation, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
    glBindVertexArray(0);

我的结果


我不明白创建粉丝的好处。是否有一些性能优势？它当然似乎并不简单。除了这里的解决方案之外，我根本无法通过谷歌找到替代解决方案。

Answer 1

I don't understand the benefit for creating a fan instead.

这是一个教程。教程的目的是教授一些特定的技能，而不一定是展示做某事的最佳方式。教程中重要的不一定是结果，而是实现它的方式。

创建圆圈的两种方法需要非常不同的技能。顶点方法涉及使用 sin/ cos 来计算圆边缘上的点，以及如何将这些数据上传到缓冲区并使用该缓冲区进行渲染。您的 impostor 方法演示了如何创建 2D impostors，以及如何判断一个点是否在(单位)圆内。

知道如何做圆内点的人不知道如何使用 sin 和 cos 来计算圆上的点。因此，如果您然后继续做球体，您必须教他们有关 sin 和 cos 的知识。而如果您之前通过顶点做圆，那么他们领先一步，可以了解球坐标系，作为他们已经知道的扩展。

此外，顶点方法是一种告诉用户更多顶点可以创建更平滑结果的简单方法。它还可以帮助他们了解这取决于分辨率；离基于顶点的圆越远，顶点的数量就越少。您甚至可以使用它来教人们如何进行动态 LOD，您可以在其中重新计算每一帧的顶点。这涉及将数据流式传输到动态缓冲对象。

如果您永远不会将动态 LOD 仅用于一个圆圈，这并不重要。重要的是用户已经学会了如何进行缓冲区流。

这是两种不同的技能。两组都有意义且有用，但它们是不同的。这两种方法都没有本质上的错误。这完全取决于您要教授什么技能。

It certainly doesn't seem to be simpler.

这取决于您如何定义“更简单”。如果本教程试图教用户理解三角形渲染，那么基于冒名顶替的方法并不简单。它也没有教授三角形渲染。

您的方式要求用户对片段级别发生的事情有正式的了解。不要误会我的意思；这是好事。教用户如何制作冒名顶替者是一个非常好的工具。但这是用户在开发过程中准备好学习的工具吗？

此外，着色器方法更受限制。假设您要向该圆圈添加纹理。使用顶点方法，您可以做正常的事情:将纹理坐标添加到顶点，将它们传递给片段着色器，然后让它从纹理中获取。使用着色器方法，FS 必须发明从纹理到圆的特定映射。

这意味着任何时候您要更改此映射，都必须更改您的 FS。您可以向 FS 添加一些参数以支持缩放映射的变化，但即使这样也意味着您现在必须分解三角形批次才能更改映射参数。而使用顶点方法，您可以在单个绘制调用中渲染任意数量的风扇(感谢顶点重新启动)，只需将映射烘焙到顶点数据中即可。

事实上，使用顶点方法，您可以为您的圆使用与任何其他形状完全相同的着色器。着色器方法需要改变着色器来渲染不同的东西。

就个人而言，我认为教程应该比他们更早地教授冒名顶替者的方法。但我不认为圈子冒名顶替者是最好的方法。

Is there some performance benefit?

好吧，如果你从抗锯齿的角度来看它。您的基于片段的方法需要特殊编码才能使用多重采样。要正确执行此操作，您需要计算每个样本位置的距离，然后输出与之对应的样本掩码。或者调用每个样本着色。无论哪种方式，这都会慢一点。

但这将是一个有趣的教训。