Как повторно использовать вершины в примитивах в OpenGL

Вообще говоря, самый эффективный способ рендеринга серии квадроциклов — это... рендеринг серии квадроциклов. Вы не отправляете ширину/высоту или другую информацию для каждого экземпляра; вы вычисляете фактическое положение 4 вершин на CPU и записываете их в память GPU, используя соответствующий буфер методы потоковой передачи объектов. В частности, не пытайтесь изменить только несколько четырехугольников; если ваши данные не являются статическими, вероятно, будет лучше повторно загрузить их все (в другой/недействительный буфер), а не изменять только несколько байтов на месте.

Ваша гипотетическая альтернатива будет работать лучше только в двух сценариях: если пропускная способность записи данных на графический процессор является вашим текущим узким местом (будь то из-за квадроциклов или какой-либо другой передачи, которую вы выполняете) или если пропускная способность чтения данных для рендеринга является текущей узкое место.

Вы можете смягчить эту проблему, уменьшив размер данных вершин. Поскольку мы говорим о 2D-четырехугольниках, вы вполне можете использовать шорты для положения XY каждой вершины. Или 16-битные числа с плавающей запятой. В любом случае это означает, что каждая вершина (позиция + цвет) занимает всего 8 байтов, а это означает, что четверка занимает всего 32 байта данных. Очевидно, что 12 байтов меньше, чем 32 (12 — это стоимость экземпляра, если вы используете аналогичное сжатие), но это все же сокращение на 33% по сравнению с 48 байтами, которые будут использовать полные float позиции.

Если вы выполнили домашнюю работу по профилированию и определили, что 32 байта на квадрат — это слишком много, создание экземпляров вершин по-прежнему является плохой идеей. Хорошо известно, что на некоторых аппаратных средствах очень маленькие экземпляры могут снизить производительность VS. Поэтому его следует избегать.

В этом случае может быть лучше отказаться от использования всех атрибутов вершин (в вашем VAO должны быть отключены все массивы, а в вашем VS не должны быть определены значения in). Вместо этого вам следует получать данные экземпляра непосредственно из SSBO.

Входное значение gl_VertexID говорит вам, какой индекс вершины визуализируется. Учитывая, что вы визуализируете квадроциклы, текущий экземпляр будет gl_VertexID / 4. И текущая вершина в квадроцикле — gl_VertexID % 4. Таким образом, ваш VS будет выглядеть примерно так:

struct instance
{
  vec2 position;
  vec2 size;
  uint color; //Packed as 4 bytes; unpack with unpackUnorm4x8
  uint padding; //Padding needed due to alignment/stride of 8 bytes.
};

layout(binding = 0, std430) buffer instance_data
{
  instance instances[];
};

vec2[4] vertex_table =
{
  vec2{0, 0},
  vec2{1, 0},
  vec2{0, 1},
  vec2{1, 1},
};

void main()
{
    instance curr_instance = instances[gl_VertexID / 4];
    vec2 vertex = vertex_table[gl_VertexID % 4];

    vertex = curr_instance.position + (curr_instance.size * vertex);
    gl_Position = vec4(vertex.xy, 0.0, 1.0);
}

Насколько быстрыми будут такие вещи, полностью зависит от того, насколько хорошо ваш графический процессор обрабатывает такие виды чтения глобальной памяти. Обратите внимание, что по крайней мере гипотетически возможно уменьшить размер данных для каждого экземпляра обратно до 12. Вы можете упаковать позицию и размер в два 16-битных шорта или полуплава, используя unpackUnorm2x16 или unpackHalf2x16 для распаковки этих значений соответственно. . Если вы сделаете это, то ваша структура instance будет состоять всего из 3 значений uint, и нет необходимости в дополнении.