多线程内的 OpenGL VBO

Question

我正在用 C++/OpenGL 开发一个程序，它可以绘制整个世界的地形。我有一个存储为瓷砖的海拔高度数据库。每次我启动程序时，都会加载一个图块。然后当人移动时，应该加载另一个图块，这不会每帧都发生，可能每 5 分钟一次。

我将初始图块加载到视频卡的内存中：

glBindBufferARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, VertexBuffer[idx]);
glBufferDataARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, VBOsz * 3 * sizeof(float), tile_data, GL_STATIC_DRAW_ARB);

...有法线、颜色和索引缓冲区

然后我画它们：

glBindBufferARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, VertexBuffer[idx]);
glBufferDataARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, VBOsz * 3 * sizeof(float), tile_data, GL_STATIC_DRAW_ARB);


glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);

glBindBufferARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, VertexBuffer[idx]);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, BUFFER_OFFSET(0));

...

glBindBufferARB(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER_ARB, IndexBuffer[idx]);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, IndexBuffersz, GL_UNSIGNED_INT, BUFFER_OFFSET(0));

glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);

由于我希望程序尽可能的流畅，我无法计算同一帧的顶点+颜色+法线+其他纹理，因为创建一个平铺大约需要20秒。

所以我决定创建一个加载器线程，它会检查何时需要加载新图块，然后加载它。当一切都完成后，它应该只交换 VBO（因此是 [idx]。

所以对于加载器线程，我知道我需要第二个 OpenGL 上下文，我创建了一个并在它们之间共享列表。这个想法是可行的，但是在加载器线程中，当我发送新的 VBO 数据时，我需要这个函数：wglMakeCurrent

只有当所有数据都加载完毕后，我才能为渲染线程（主程序的线程）设置上下文。这会导致在这段时间内没有绘制任何内容，从而使程序无用。

您对解决方案有任何想法吗？我需要改变概念吗？

我使用的是 OpenGL 2.1。升级到 OpenGL 3 会解决问题吗？

Answer 1

这真的没那么复杂。

您只需创建两个缓冲区对象：一个用于当前渲染，另一个用于将来。当未使用的缓冲区充满数据时，渲染线程会从该缓冲区切换到渲染。先前使用的缓冲区变成未使用的缓冲区。

您可以通过以下两种方式之一上传数据。一种方法是让您的数据创建线程创建一个数据数组，渲染线程将使用glBufferData 将其上传到缓冲区对象。显然，这需要一些同步，但您需要的是同步代码：最终必须在数据准备好时通知您的渲染线程，以便它可以使用新数据进行渲染。

另一种方法是让您的渲染线程被告知需要开始生成数据。此时，它将映射未使用的缓冲区对象并将映射的指针传递给数据创建线程。该线程将直接在该映射指针中生成数据。完成后，它会通知渲染线程，渲染线程将取消映射缓冲区，然后使用数据进行渲染。

这两种方法都不需要多个上下文或通过 OpenGL 代码进行线程化。

请注意，不要使缓冲区越来越大，才能获得最佳性能。选择一个尺寸并坚持下去；您不想使用 glBufferData 调整缓冲区大小。

Answer 2

我已经有一个answer 用于此类任务。

简而言之，您创建了两个共享上下文。然后，正如 Damon 所建议的，使上下文在它们自己的线程上处于当前状态，仅在线程执行开始时一次。这两个上下文将在不同线程（一个线程，一个上下文）上同时处于当前状态。

那么，辅助线程不会用于渲染，而是用于加载资源（我的意思是，实际上是加载地形数据、纹理……并在每个数据上创建对应的OpenGL对象，例如纹理和缓冲区对象） .这发生在主要上下文正在绘制时。

本质上，您无需担心在应用程序周围带来指针并阻塞渲染线程以上传数据；但以创建另一个上下文为代价。让驱动程序同步上下文状态：如果它可以顺利执行该操作，您的应用程序将受益；至少，你的代码会更干净。

我对这个主题的其他贡献：

• Resource design：了解资源共享
• Sharing between contextes with different versions

Answer 3

您只需要在每个线程中调用wglMakeCurrent 一次。这工作可靠，这就是我正在做的事情（尽管使用 OpenGL 3.3）。这标志着一个上下文属于一个线程。它会一直保持这种状态，直到您以不同的方式告诉 OpenGL，所以在开始时执行一次并忘记（事实上，如果您使用它们在各自的线程中创建上下文，则根本不需要调用它，但无论如何都这样做只是为了100% 安全，而且我更喜欢在启动之前创建所有上下文，它不会那么混乱......）。

您不必担心函数指针，顺便说一句，只需使用您在渲染线程中使用的同一个指针（假设您已在此处正确初始化它）。
从技术上讲，使用来自另一个上下文的函数指针是无效的。然而，WGL 友好地保证（隐藏在小字体中！）对于具有相同像素格式的所有上下文，函数指针都是相同的。因此，您可以开始了。

使用单个上下文的替代方法是在渲染线程中 glMapBuffer 并将指针传递给工作线程。然后，在完成后（例如，发出信号量）glUnmapBuffer，再次在渲染线程中。
有些人更喜欢这个，因为它不涉及上下文杂耍，并且可能在一些旧的有问题的驱动程序上效果更好。我不喜欢它，因为需要额外的同步。口味问题，效果一样。