OpenGL中的动态平铺显示优化

Question

我正在开发一个基于图块的自上而下的 2D 游戏，该游戏具有动态生成的地形，并开始（重新）编写 OpenGL 中的图形引擎。该游戏是使用 LWJGL 用 Ja​​va 编写的，我希望它相对独立于平台，并且也可以在旧电脑上玩。

目前我正在使用即时模式进行绘图，但显然这对于​​除了最简单的场景之外的任何东西都太慢了。

有两种基本类型的对象被绘制：Tiles 是世界，Sprites 是几乎所有其他东西（实体、项目、效果等）。

图块大小为 20*20 像素，存储在块中（40*40 图块）。地形生成是分块完成的，就像在 Minecraft 中一样。
我现在使用的方法是遍历玩家附近的 9 个块，然后遍历内部的每个图块，为图块纹理绘制一个四边形，并根据材质为特征绘制可选的额外四边形。 这最终会很慢，但是一个简单的视野外检查可以提高 5-10 倍的 FPS。

为了优化这一点，我研究了使用 VBO 和四边带，但是当地形变化时我遇到了问题。这不会在每一帧都发生，但也不是非常罕见的事件。 一个简单的方法是在每次更改时删除和重建块的 VBO。不过，这似乎不是最好的方法。我读到 VBO 可以是“动态的”，允许更改其内容。如何做到这一点，以及可以有效地更改其中的哪些数据？还有其他有效绘制世界的方法吗？

另一种类型，精灵，目前使用四边形绘制，纹理从精灵表映射。因此，通过更改纹理坐标，我什至可以稍后为它们设置动画。这是做动画的正确方法吗？
目前即使是非常多的精灵也不会减慢游戏速度，通过了解 VBO，我将能够更快地加速它们，但我还没有看到任何可靠可靠的教程来提供有效的方法这样做。有人知道吗？

感谢您的帮助！

Answer 1

目前我正在使用即时模式进行绘图，但显然这对于​​除了最简单的场景之外的任何东西都太慢了。

我不同意。除非您要绘制 很多 个图块（每帧数万个），否则立即模式应该适合您。

关键是你必须做的事情才能获得良好的性能：纹理图集。您的所有图块都应存储在单个纹理中。渲染时，您使用纹理坐标从该纹理中拉出不同的图块。所以如果这是你的渲染循环现在的样子：

for(tile in tileList) //Pseudocode. Not actual C++
{
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tile.texture);
    glBegin(GL_QUADS);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);
        glVertex2fv(tile.lowerLeft);
        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);
        glVertex2fv(tile.upperLeft);
        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);
        glVertex2fv(tile.upperRight);
        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);
        glVertex2fv(tile.lowerRight);
    glEnd();
}

你可以把它变成这样：

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, allTilesTexture);
glBegin(GL_QUADS);
for(tile in tileList) //Still pseudocode.
{
    glTexCoord2f(tile.texCoord.lowerLeft);
    glVertex2fv(tile.lowerLeft);
    glTexCoord2f(tile.texCoord.upperLeft);
    glVertex2fv(tile.upperLeft);
    glTexCoord2f(tile.texCoord.upperRight);
    glVertex2fv(tile.upperRight);
    glTexCoord2f(tile.texCoord.lowerRight);
    glVertex2fv(tile.lowerRight);
}
glEnd();

如果您已经在使用纹理图集但仍未获得可接受的性能，那么您可以继续使用缓冲对象等。但是，如果您不先执行此操作，您将不会从缓冲区对象中获得任何更好的性能。

如果您的所有图块都无法放入单个纹理中，那么您将需要执行以下两项操作之一：使用多个纹理（在一个 glBegin/glEnd 对中为每个纹理渲染尽可能多的图块），或使用纹理数组。纹理数组仅在 OpenGL 3.0 级别的硬件中可用。这意味着任何 Radeon HDxxxx 或 GeForce 8xxxx 或更高版本。

您提到您有时会在图块上渲染“特征”。这些功能可能使用混合和与常规图块不同的 glTexEnv 模式。在这种情况下，您需要想办法将相似的特征组合成一个 glBegin/glEnd 对。

正如您可能从中了解到的，性能的关键是尽量减少调用 glBindTexture 和 glBegin/glEnd 的次数。在每个 glBegin/glEnd 中做尽可能多的工作。

如果您希望继续使用基于缓冲区的方法（并且只有在纹理图集方法没有使您的性能达到标准时才应该打扰），这相当简单。将所有图块“块”放入单个缓冲区对象中。不要为每个人做一个缓冲区；没有真正的理由这样做，并且 40x40 瓦片的顶点数据只有 12,800 字节。您可以将 81 个这样的块放在一个 1MB 的缓冲区中。这样，您只需为您的地形调用 glBindBuffer。这又可以节省您的性能。

我需要更多地了解这些“功能”，您有时会使用这些“功能”来建议优化它们的方法。但至于动态缓冲区，我不担心。只需使用 glBufferSubData 来更新有问题的缓冲区部分。如果事实证明这很慢，那么您可以使用多种选项来加快速度。但除非您知道这是必要的，否则您不应该打扰，因为它们很复杂。

精灵可能是从缓冲区对象方法中受益的绝对最少的东西。与立即模式相比，它确实没有什么好处。即使您要渲染数百个，每个都将有自己的转换矩阵。这意味着每个都必须是一个单独的绘图调用。所以也可以是glBegin/glEnd。