c++ - VBO 渲染速度慢

Question

我已经学习 VBO 几个星期了，有人告诉我 here VBO 可以渲染“约 100 万个顶点，每秒数百帧”。然而，我当前的 VBO 测试程序只能获得大约 50 FPS 的渲染速度和 100 万个顶点。有没有优化 VBO 效率的方法？或者，更有可能是我做错了什么？我的测试程序在这里:

编辑:根据反馈改进代码。

#include <windows.h>
#include <SFML/Graphics.hpp>
#include <iostream>

#include <glew.h>
#include <gl/gl.h>
#include <gl/glu.h>

using namespace std;

float cube_vertices[] = {-1, -1, 1,
                         1, -1, 1,
                         1, 1, 1,
                         -1, 1, 1,

                         -1, -1, -1,
                         -1, 1, -1,
                         1, 1, -1,
                         1, -1, -1,

                         -1, 1, -1,
                         -1, 1, 1,
                         1, 1, 1,
                         1, 1, -1,

                         -1, -1, -1,
                         1, -1, -1,
                         1, -1, 1,
                         -1, -1, 1,

                         1, -1, -1,
                         1, 1, -1,
                         1, 1, 1,
                         1, -1, 1,

                         -1, -1, -1,
                         -1, -1, 1,
                         -1, 1, 1,
                         -1, 1, -1};

float cube_normals[] = {0, 0, 1,
                        0, 0, 1,
                        0, 0, 1,
                        0, 0, 1,

                        0, 0, -1,
                        0, 0, -1,
                        0, 0, -1,
                        0, 0, -1,

                        0, 1, 0,
                        0, 1, 0,
                        0, 1, 0,
                        0, 1, 0,

                        0, -1, 0,
                        0, -1, 0,
                        0, -1, 0,
                        0, -1, 0,

                        1, 0, 0,
                        1, 0, 0,
                        1, 0, 0,
                        1, 0, 0,

                        -1, 0, 0,
                        -1, 0, 0,
                        -1, 0, 0,
                        -1, 0, 0};
class Scene {
public:
    void setup_projection( int w, int h ) {
        glViewport( 0, 0, w, h );
        glMatrixMode( GL_PROJECTION );
        glLoadIdentity();
        gluPerspective( 50, (GLdouble)w/(GLdouble)h, 1, 5000.0 );
        glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
    }
};
int main() {
    ///Number of models to render
    int NumberOfCubes = 0;
    cout << "Enter number of cubes to render: ";
    cin >> NumberOfCubes;
    system("cls");

    ///Create vectors for mesh data
    //6 faces * 4 verts * x, y, z * number of cubes
    std::vector<float> vertices; vertices.resize(6*4*3*NumberOfCubes);
    std::vector<float> normals; normals.resize(6*4*3*NumberOfCubes);
    for(int i = 0; i < NumberOfCubes; i++)
    {
        for(int j = 0; j < 6*4*3; j++)
        {
            vertices[(i*6*4*3) + j] = cube_vertices[j] + i;
            normals[(i*6*4*3) + j] = cube_normals[j];
        }
    }

    ///Store size of the vectors
    int SizeOfVertices = vertices.size() * sizeof(float);
    int SizeOfNormals = normals.size() * sizeof(float);

    ///Window setup, lighting setup
    sf::RenderWindow window(sf::VideoMode(800, 600, 32), "Test");
    Scene scene;
    scene.setup_projection(window.getSize().x,window.getSize().y);
    glewInit();
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glEnable(GL_LIGHTING);
    glShadeModel(GL_SMOOTH);
    glEnable(GL_LIGHT0);
    float XL = .5, YL = .1, ZL = 1;
    GLfloat ambientLight[] = { 0.2f, 0.2f, 0.2f, 1.0f };
    GLfloat diffuseLight[] = { 0.8f, 0.8f, 0.8, 1.0f };
    GLfloat specularLight[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f };
    GLfloat lightpos[] = {XL, YL, ZL, 0.};
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambientLight);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuseLight);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specularLight);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightpos);

    ///Generate the VBO
    GLuint VBOID;
    glGenBuffers(1, &VBOID);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBOID);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, SizeOfVertices + SizeOfNormals, 0, GL_STATIC_DRAW);
    glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, 0, SizeOfVertices, &vertices[0]);
    glBufferSubData(GL_ARRAY_BUFFER, SizeOfVertices, SizeOfNormals + SizeOfVertices, &normals[0]);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

    ///FPS Stuff
    sf::Clock FPS;
    sf::Clock ShowFPS;
    float fps;

    ///Start loop
    cout << "Rendering " << NumberOfCubes * 8 << " vertices." << endl;
    cout << "Using graphics card: " << glGetString(GL_RENDERER) << endl;

    while( window.isOpen() ) {
        sf::Event event;
        while( window.pollEvent( event ) ) {
            if( event.type == sf::Event::Closed )
                window.close();
        }
        fps = FPS.getElapsedTime().asSeconds();
        fps = 1 / fps;
        FPS.restart();
        if(ShowFPS.getElapsedTime().asSeconds() > 1)
        {
            cout << "FPS: " << fps << "\t FrameTime: " << 1000 / fps << endl;
            ShowFPS.restart();
        }

        glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
        glLoadIdentity();
        scene.setup_projection(window.getSize().x,window.getSize().y);
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
        glLoadIdentity();
        gluLookAt(-25, -25, 150, 50, 50, 50, 0, 1, 0);

        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBOID);
        glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
        glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
        glColor3f(1, 0, 0);

        glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, 0);
        glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, 0);

        glDrawArrays(GL_QUADS, 0, 6*4*NumberOfCubes);

        glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
        glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
        glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

        window.display();
    }
    return 1;
}

Answer 1

关于您的代码的几点说明:

void Scene::resize( int w, int h ) {
    glViewport( 0, 0, w, h );
    glMatrixMode( GL_PROJECTION );
    glLoadIdentity();
    gluPerspective( 50, (GLdouble)w/(GLdouble)h, 1, 5000.0 );
    glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
}

请理解设置视口(viewport)和投影不是某种“调整大小”操作。它们是绘图过程的一部分，因此应该这样对待。好处是，您在每次绘图迭代时都调用此函数。但我不会将其称为 resize。更好的名称是 setup_projection 或类似名称，以明确表示此函数做什么，而不是它对什么使用react。始终根据函数的作用来调用函数!

这个

cout << endl << endl << "Close program when finished." << endl;

bool ProgramRunning(true);
while(ProgramRunning == true) {}

可能不会像您预期的那样工作。您关闭的是控制台窗口/终端；这使您的程序失去其标准输入和进程领导者，从而终止它。 while 循环之后的代码根本不会执行。您可以安装信号处理程序，将 ProgrammRunning 标志设置为 false。

然而，处理此问题的规范方法是简单地等待用户暂停，直到用户按下回车键:

cout << "Program execution finished, hit the ENTER key to terminate" << endl;
cin.get();

---

现在关于为什么你只能获得 50 FPS:最可能的原因是，你启用了 V-Sync 并且你的显示器具有 50Hz 的刷新频率。 50Hz 很不寻常，但并非闻所未闻。也可能是，您的显示器以 60Hz 运行，但出于某种原因，您没有为每次回溯设定刷新截止日期，这实际上使您的代码平均每 6 帧丢失一次。

另一个原因可能是，您不是在 GeForce 上运行，而是在笔记本电脑的芯片组 GPU 上运行。如果您有混合图形系统，请确保已正确安装所有驱动程序并且在执行程序之前切换到 GeForce GPU。

打印 glGetString(GL_RENDERER); 的输出以确保。打开窗口后，创建 OpenGL 上下文添加一个

cout << glGetString(GL_RENDERER) << endl;