在 CPU 上计算矩阵占用了大部分帧时间

Question

我正在为一个简单的游戏编写一个简单的引擎，到目前为止，我很喜欢我的小爱好项目，但游戏不断发展，现在一个场景中一次大约有 800 个游戏对象。

每个对象，就像在 Unity 中一样，都有一个转换组件，该组件在组件初始化时计算转换矩阵。我开始注意到，对于 800 个对象，只需 5.4 毫秒即可更新每个矩阵（例如，如果每个对象都已移动），而无需任何其他组件或其他任何东西。

我使用 GLKit 数学库，由于某种原因，它比使用原生 simd 类型更快。使用 simd 类型将计算时间增加三倍

这是一段运行它的代码

    let Translation : GLKMatrix4 = GLKMatrix4MakeTranslation(position.x, position.y, position.z)
    let Scale : GLKMatrix4 = GLKMatrix4MakeScale(scale.x, scale.y, scale.z)
    let Rotation : GLKMatrix4 = GLKMatrix4MakeRotationFromEulerVector(rotation)
    
    //Produce model matrix
    let SRT = GLKMatrix4Multiply(Translation, GLKMatrix4Multiply(Rotation, Scale)) 

问题：我正在寻找一种优化方法，以便可以使用更多游戏对象。并在我的对象上使用更多组件

Answer 1

您的程序中可能存在多个瓶颈。

1. 优化您的框架依赖关系以尽可能避免停顿，例如通过在 CPU 上预先计算帧数据。 This 是了解这项技术的好资源。
2. 确保所有矩阵都存储在一个 MTLBuffer 中，该 MTLBuffer 是从您的顶点阶段索引的
3. 在 Apple 芯片和 iOS 上使用 MTLResourceStorageModeShared
4. 如果您真的想扩展到数以万计的对象，请在计算着色器中计算您的矩阵，以将它们存储在 MTLBuffer 中。然后，使用间接渲染来发出您的绘图调用。
5. 一般来说，了解AZDO。

了解计算着色器：https://developer.apple.com/documentation/metal/basic_tasks_and_concepts/performing_calculations_on_a_gpu

了解间接渲染： https://developer.apple.com/documentation/metal/indirect_command_buffers