3D常用词语理解

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Draw Call是CPU对GPU的一种命令,仅仅指向一个需要被渲染的图元列表,在OpenGL和DirectX中分别体现为glDrawElements和DrawIndexedPrimitive图像编程接口命令。
1.DrawCall
1、Draw Call实质

保证CPU和GPU可以并行工作的解决方法是:创建命令缓冲区(Command Buffer),CPU发布命令,GPU在完成上一次渲染任务之后会从中再取出命令并且执行,其中命令缓存区的命令有很多种,而DrawCall就是其中之一,其他命令有改变渲染方式、使用不同纹理等。由于GPU的多核性,因此GPU的执行速度很快,往往出现GPU执行完了命令缓冲区中的所有命令后等待CPU指示的情况。因此造成性能问题最主要的是CPU而非GPU。
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(图1 黄色框内的命令即为Draw Call,红色框的命令耗时更长)
2、Draw Call过多的影响
CPU下达Draw Call命令之前需要先对GPU的显存发送一系列的内容(数据、状态),检查渲染状态。因此如果多次调用Draw Call会造成CPU多次花费时间在DrawCall的准备上,导致其过载。类比于多个(10000)小(1K)文件的复制粘贴与单个大(10M)文件复制粘贴的速度比较。

3、减少Draw Call的方法:
使用批处理(Batching),将相同渲染状态的网格合并了一块从系统内存传到显存(不同渲染状态无法使用批处理),减少调用次数,整体上可减少消耗时间。

(游戏开发注意两点:避免使用大量很小的网格; 尽量在不同的网格之间公用同一个材质)

2.可渲染管线(图形渲染管线)

可渲染管线就是把三维顶点经过一系列加工变成二维的离散的像素点。并且用户可以在特定着色阶段自由配置(如在顶点着色和片段着色阶段,这也是和固定流水线最大的不同)。

图形渲染管线(Pipeline)
在 Egret3D 中任何事物都在3D空间中,但是屏幕和窗口是一个2D像素阵列,所以 Egret3D 的大部分工作都是关于如何把3D坐标转变为适应你屏幕的2D像素。3D坐标转为2D坐标的处理过程是由 Egret3D 的图形渲染管线管理的。图形渲染管线可以被划分为两个主要部分:第一个部分把你的3D坐标转换为2D坐标,第二部分是把2D坐标转变为实际的有颜色的像素。 Pipeline,大多译为管线,实际上指的是一堆原始图形数据途经一个输送管道,期间经过各种变化处理最终出现在屏幕的过程。在这里插入图片描述
3.着色器
图形渲染管线接收一组3D坐标,然后把它们转变为你屏幕上的有色2D像素。图形渲染管线可以被划分为几个阶段,每个阶段需要把前一个阶段的输出作为输入。所有这些阶段都是高度专门化的(它们有一个特定的函数),它们能简单地并行执行。由于它们的并行执行特性,当今大多数显卡都有成千上万的小处理核心,在GPU上为每一个(渲染管线)阶段运行各自的小程序,从而在图形渲染管线中快速处理你的数据。这些小程序叫做着色器(Shader)。
4.OpenGL着色器语言
有些着色器允许开发者自己配置,我们可以用自己写的着色器替换默认的。这样我们就可以更细致地控制图形渲染管线中的特定部分了,因为它们运行在GPU上,所以它们会节约宝贵的CPU时间。OpenGL着色器是用OpenGL着色器语言(OpenGL Shading Language, GLSL)写成。 在下面,你会看到一个图形渲染管线的每个阶段的抽象表达。要注意蓝色部分代表的是我们可以自定义的着色器。
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场景渲染步骤
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