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所以我正在使用 2D 骨骼动画系统。

有 X 个骨骼，每个骨骼至少有 1 个部分（一个四边形，两个三角形）。平均而言，我大概有 20 块骨头和 30 个部分。大多数骨骼都依赖于父级，骨骼将在每一帧中移动。每个动画总共最多 1000 帧，我使用了大约 50 个动画。每次在内存中总共加载大约 50,000 帧。骨骼实例之间的零件不同。

我采用的第一种方法是计算每个骨骼的位置/旋转，并为每个部分构建一个顶点数组，其中包含以下内容：

[x1,y1,u1,v1],[x2,y2,u2,v2],[x3,y3,u3,v3],[x4,y4,u4,v4]

并将其传递给每一帧的 glDrawElements。

看起来不错，涵盖了我需要的所有场景，不使用太多内存，但表现得像狗一样。在 iPod 4 上，渲染 10 个这样的骨骼可能会达到 15fps。

我发现大部分性能都被每帧复制这么多顶点数据消耗掉了。我决定走另一个极端，并“预先计算”动画，在开始时为每个角色建立一个顶点缓冲区，其中包含单个角色中每一帧、每一部分的 xyuv 坐标。然后，我计算应该在特定时间使用的帧的索引，并计算一个 delta 值，该值被传递到用于在当前帧和下一帧 XY 位置之间进行插值的着色器。

每帧的顶点看起来像这样

[--------------------- Frame 1 ---------------------],[------- Frame 2 ------]
[x1,y1,u1,v1,boneIndex],[x2, ...],[x3, ...],[x4, ...],[x1, ...][x2, ...][....]

顶点着色器如下所示：

attribute vec4 a_position;
attribute vec4 a_nextPosition;
attribute vec2 a_texCoords;
attribute float a_boneIndex;

uniform mat4 u_projectionViewMatrix;
uniform float u_boneAlpha[255];

varying vec2 v_texCoords;

void main() {
    float alpha = u_boneAlpha[int(a_boneIndex)];
    vec4 position = mix(a_position, a_nextPosition, alpha);
    gl_Position = u_projectionViewMatrix * position;
    v_texCoords = a_texCoords;  
}

现在，性能很棒，屏幕上有 10 个，它以 50fps 的速度舒适地坐着。但是现在，它使用了一公吨的内存。我已经通过在 xyuv 上失去一些精度来优化它，现在是 ushorts。

还有一个问题是骨骼依赖性丢失了。如果有两个骨骼，一个父子，一个子子在0s和2s有一个关键帧，父子在0s，0.5s，1.5s，2s有一个关键帧，那么子子在0.5s和2s之间不会改变1.5s 应该的。

我想出了一个解决这个骨骼问题的解决方案——通过强迫孩子在与父母相同的点上拥有关键帧。但这使用更多的内存，并且基本上杀死了骨骼层次结构的点。

这就是我现在的位置。我试图在性能和内存使用之间找到平衡。我知道这里有很多冗余信息（特定部分的所有帧的 UV 坐标都是相同的，所以重复了大约 30 次）。并且必须为每组零件创建一个新的缓冲区（具有唯一的 XYUV 坐标——位置会发生变化，因为不同的零件尺寸不同）

现在，我将尝试为每个角色设置一个顶点数组，其中包含所有部分的 xyuv，并计算每个部分的矩阵，并在着色器中重新定位它们。我知道这会起作用，但我担心性能不会比我刚开始时为每一帧上传 XYUV 更好。

有没有更好的方法来做到这一点而不会失去我所获得的性能？

有什么疯狂的想法我可以尝试吗？

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更好的方法是动态转换 30 个零件，而不是在不同位置复制数千个零件。您的顶点缓冲区将包含您的顶点数据的一份副本，从而节省大量内存。然后，每一帧都可以通过一组转换来表示，这些转换作为一个统一传递给您的顶点着色器，用于您通过调用绘制的每个骨骼glDrawElements()。每个从属骨骼的变换都是相对于父骨骼构建的。然后，根据您想要动画的手工制作和程序生成之间的连续性，您的变换集可能会占用更多或更少的空间和 CPU 计算时间。

Jason L. McKesson 的免费书籍Learning Modern 3D Graphics Programming在第 6 章中很好地解释了如何实现这一点。本章末尾的示例程序展示了如何使用矩阵堆栈来实现分层模型。我在这个程序的 iOS 端口上有一个 OpenGL ES 2.0 可用。

于 2012-12-14T19:44:10.427 回答