36

在多年听说顶点缓冲区对象 (VBO) 之后，我终于决定尝试使用它们（我的东西通常不是性能关键，显然......）

我将在下面描述我的实验，但长话短说，我看到“简单”直接模式（glBegin()/glEnd()）、顶点数组（CPU 端）和 VBO（GPU 端）之间的性能无法区分渲染模式。我试图理解为什么会这样，以及在什么条件下我可以期望看到 VBO 显着超过它们的原始（双关语）祖先。

实验详情

对于实验，我生成了一个包含大量点的（静态）3D 高斯云。每个点都有与之关联的顶点和颜色信息。然后我在连续的帧中围绕云旋转相机，形成一种“轨道”行为。同样，这些点是静态的，只有眼睛在移动（通过 gluLookAt()）。数据在任何渲染之前生成一次并存储在两个数组中以用于渲染循环。

对于直接渲染，整个数据集在单个 glBegin()/glEnd() 块中渲染，循环包含对 glColor3fv() 和 glVertex3fv() 的单个调用。

对于顶点数组和 VBO 渲染，整个数据集通过一个 glDrawArrays() 调用来渲染。

然后，我只是在一个紧凑的循环中运行它一分钟左右，并使用高性能计时器测量平均 FPS。

性能结果##

如上所述，我的台式机（XP x64、8GB RAM、512 MB Quadro 1700）和笔记本电脑（XP32、4GB 内存、256 MB Quadro NVS 110）的性能无法区分。然而，它确实随着点数的增加而按预期缩放。显然，我也禁用了垂直同步。

笔记本电脑运行的具体结果（使用 GL_POINTS 渲染）：

glBegin()/glEnd():

  • 1K 点 --> 603 FPS
  • 10K 点 --> 401 FPS
  • 100K 点 --> 97 FPS
  • 1M 点 --> 14 FPS

顶点数组（CPU 端）：

  • 1K 点 --> 603 FPS
  • 10K 点 --> 402 FPS
  • 100K 点 --> 97 FPS
  • 1M 点 --> 14 FPS

顶点缓冲区对象（GPU 端）：

  • 1K 点 --> 604 FPS
  • 10K 点 --> 399 FPS
  • 100K 点 --> 95 FPS
  • 1M 点 --> 14 FPS

我用 GL_TRIANGLE_STRIP 渲染了相同的数据并且得到了类似的无法区分（尽管由于额外的光栅化而比预期的要慢）。如果有人想要，我也可以发布这些数字。.

问题）

  • 是什么赋予了？
  • 我必须做什么才能实现 VBO 承诺的性能提升？
  • 我错过了什么？
4

5 回答 5

28

优化 3D 渲染有很多因素。通常有4个瓶颈：

  • CPU（创建顶点、APU 调用、其他一切）
  • 总线（CPU<->GPU 传输）
  • Vertex（固定函数管道执行上的顶点着色器）
  • 像素（填充、片段着色器执行和 rops）

您的测试给出了偏斜的结果，因为您在最大化顶点或像素吞吐量的同时拥有大量 CPU（和总线）。VBO 用于降低 CPU（更少的 api 调用，与 CPU DMA 传输并行）。由于您不受 CPU 限制，因此它们不会给您任何收益。这是优化 101。例如，在游戏中 CPU 变得很宝贵，因为它需要用于 AI 和物理等其他事物，而不仅仅是发出大量的 api 调用。很容易看出，将顶点数据（例如 3 个浮点数）直接写入内存指针比调用将 3 个浮点数写入内存的函数要快得多 - 至少可以节省调用的周期。

于 2009-01-10T05:46:40.217 回答
10

可能缺少一些东西：

  1. 这是一个疯狂的猜测，但您的笔记本电脑的卡可能根本没有这种操作（即模拟它）。

  2. 您是在将数据复制到 GPU 的内存（通过glBufferData（GL_ARRAY_BUFFER使用 anyGL_STATIC_DRAW或GL_DYNAMIC_DRAWparam）还是在内存中使用指向主（非 GPU）数组的指针？（这需要每帧都复制它，因此性能很慢）

  3. 您是否将索引glBufferData作为通过和参数发送的另一个缓冲区传递GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER？

如果这三件事都做好了，性能提升是很大的。对于 Python (v/pyOpenGl)，它在大于 100 个元素的数组上快 1000 倍，C++ 快 5 倍，但在 50k-10m 个顶点的数组上。

这是我对 c++ (Core2Duo/8600GTS) 的测试结果：

 pts   vbo glb/e  ratio
 100  3900  3900   1.00
  1k  3800  3200   1.18
 10k  3600  2700   1.33
100k  1500   400   3.75
  1m   213    49   4.34
 10m    24     5   4.80

因此，即使使用 10m 顶点，它也是正常的帧速率，而使用 glB/e 它是缓慢的。

于 2009-02-14T15:14:46.953 回答
2

From reading the Red Book, I remember a passage that stated that VBOs are possibly faster depending on the hardware. Some hardware optimizes those, while others don't. It's possible that your hardware doesn't.

于 2009-01-13T19:21:41.753 回答
1

14Mpoints/s 并不是很多。很可疑 我们可以看到绘制的完整代码以及初始化吗？（将 14M/s 与 Slava Vishnyakov 获得的 240M/s (!) 进行比较）。更令人怀疑的是，它在 1K 绘制时降至 640K/s（与他的 3.8M/s 相比，无论如何，这看起来被 ~3800 SwapBuffers 所限制）。

我敢打赌，测试并不能衡量您认为它衡量的内容。

于 2009-11-19T21:10:05.670 回答
-3

Assuming I remember this right my OpenGL teacher, who is well known in the OpenGL community, said they are faster on static geometry which is going to be render a lot of time's on a typical game this will be tables chair and small static entities.

于 2009-01-13T19:24:39.877 回答