Я разрабатываю простую основанную на спрайтах 2D-игру на C ++, которая использует OpenGL для аппаратного рендеринга и SDL для управления окнами и пользовательского ввода. Поскольку это 2D-игра, мне всегда нужно рисовать четырехугольники, но поскольку число спрайтов является динамическим, я никогда не могу полагаться на постоянное количество четырехугольников. Следовательно, мне нужно перебуферизовать все данные вершин через мой VBO в каждом кадре (поскольку может быть больше или меньше квадов, чем было в последнем кадре, и, следовательно, буфер может иметь другой размер).
Прототип программы, которую я имею до сих пор, создает окно и позволяет пользователю добавлять и удалять квадраты в диагональном ряду с помощью клавиш со стрелками вверх и вниз. Прямо сейчас квадратики, которые я рисую, — это простые, не текстурированные белые квадраты. Вот код, с которым я работаю (компилируется и корректно работает под OS X 10.6.8 и Ubuntu 12.04 с OpenGL 2.1):
#if defined(__APPLE__)
#include <OpenGL/OpenGL.h>
#endif
#if defined(__linux__)
#define GL_GLEXT_PROTOTYPES
#include <GL/glx.h>
#endif
#include <GL/gl.h>
#include <SDL.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>struct Vertex
{
//vertex coordinates
GLint x;
GLint y;
};
//Constants
const int SCREEN_WIDTH = 1024;
const int SCREEN_HEIGHT = 768;
const int FPS = 60; //our framerate
//Globals
SDL_Surface *screen; //the screen
std::vector<Vertex> vertices; //the actual vertices for the quads
std::vector<GLint> startingElements; //the index where the 4 vertices of each quad begin in the 'vertices' vector
std::vector<GLint> counts; //the number of vertices for each quad
GLuint VBO = 0; //the handle to the vertex buffervoid createVertex(GLint x, GLint y)
{
Vertex vertex;
vertex.x = x;
vertex.y = y;
vertices.push_back(vertex);
}
//creates a quad at position x,y, with a width of w and a height of h (in pixels)
void createQuad(GLint x, GLint y, GLint w, GLint h)
{
//Since we're drawing the quads using GL_TRIANGLE_STRIP, the vertex drawing
//order is from top to bottom, left to right, like so:
//
// 1-----3
// | |
// | |
// 2-----4
createVertex(x, y); //top-left vertex
createVertex(x, y+h); //bottom-left vertex
createVertex(x+w, y); //top-right vertex
createVertex(x+w, y+h); //bottom-right vertex
counts.push_back(4); //each quad will always have exactly 4 vertices
startingElements.push_back(startingElements.size()*4);
std::cout << "Number of Quads: " << counts.size() << std::endl; //print out the current number of quads
}
//removes the most recently created quad
void removeQuad()
{
if (counts.size() > 0) //we don't want to remove a quad if there aren't any to remove
{
for (int i=0; i<4; i++)
{
vertices.pop_back();
}
startingElements.pop_back();
counts.pop_back();
std::cout << "Number of Quads: " << counts.size() << std::endl;
}
else
{
std::cout << "Sorry, you can't remove a quad if there are no quads to remove!" << std::endl;
}
}void init()
{
//initialize SDL
SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_TIMER);
screen = SDL_SetVideoMode(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, 0, SDL_OPENGL);
#if defined(__APPLE__)
//Enable vsync so that we don't get tearing when rendering
GLint swapInterval = 1;
CGLSetParameter(CGLGetCurrentContext(), kCGLCPSwapInterval, &swapInterval);
#endif
//Disable depth testing, lighting, and dithering, since we're going to be doing 2D rendering only
glDisable(GL_DEPTH_TEST);
glDisable(GL_LIGHTING);
glDisable(GL_DITHER);
glPushAttrib(GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_LIGHTING_BIT);
//Set the projection matrix
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(0, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, 0, -1.0, 1.0);
//Set the modelview matrix
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
//Create VBO
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
}void gameLoop()
{
int frameDuration = 1000/FPS; //the set duration (in milliseconds) of a single frame
int currentTicks;
int pastTicks = SDL_GetTicks();
bool done = false;
SDL_Event event;
while(!done)
{
//handle user input
while(SDL_PollEvent(&event))
{
switch(event.type)
{
case SDL_KEYDOWN:
switch (event.key.keysym.sym)
{
case SDLK_UP: //create a new quad every time the up arrow key is pressed
createQuad(64*counts.size(), 64*counts.size(), 64, 64);
break;
case SDLK_DOWN: //remove the most recently created quad every time the down arrow key is pressed
removeQuad();
break;
default:
break;
}
break;
case SDL_QUIT:
done = true;
break;
default:
break;
}
}//Clear the color buffer
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
//replace the current contents of the VBO with a completely new set of data (possibly including either more or fewer quads)
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertices.size()*sizeof(Vertex), &vertices.front(), GL_DYNAMIC_DRAW);
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
//Set vertex data
glVertexPointer(2, GL_INT, sizeof(Vertex), 0);
//Draw the quads
glMultiDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, &startingElements.front(), &counts.front(), counts.size());
glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);//Check to see if we need to delay the duration of the current frame to match the set framerate
currentTicks = SDL_GetTicks();
int currentDuration = (currentTicks - pastTicks); //the duration of the frame so far
if (currentDuration < frameDuration)
{
SDL_Delay(frameDuration - currentDuration);
}
pastTicks = SDL_GetTicks();
// flip the buffers
SDL_GL_SwapBuffers();
}
}void cleanUp()
{
glDeleteBuffers(1, &VBO);
SDL_FreeSurface(screen);
SDL_Quit();
}int main(int argc, char *argv[])
{
std::cout << "To create a quad, press the up arrow. To remove the most recently created quad, press the down arrow." << std::endl;
init();
gameLoop();
cleanUp();
return 0;
}
В настоящее время я использую GL_TRIANGLE_STRIPS с glMultiDrawArrays () для рендеринга моих квадов. Это работает, и, кажется, довольно прилично с точки зрения производительности, но мне интересно, будет ли использование GL_TRIANGLES в сочетании с IBO для избежания дублирования вершин более эффективным способом рендеринга? Я провел некоторое исследование, и некоторые люди предполагают, что индексированные GL_TRIANGLES обычно превосходят GL_TRIANGLE_STRIPS, но они также, похоже, предполагают, что число квадов останется постоянным, и, таким образом, размер VBO и IBO не нужно будет повторно буферизовать в каждом кадре. , Это мое самое большое колебание с индексированными GL_TRIANGLES: если бы я реализовал индексированные GL_TRIANGLES, мне пришлось бы делать буферный буфер всего индекса каждый кадр в дополнение к буферизации всего VBO каждого кадра, опять же из-за динамического количества квадов.
В общем, мой вопрос заключается в следующем: учитывая, что мне приходится перебирать все мои данные вершин в GPU каждый кадр из-за динамического числа четырехугольников, будет ли эффективнее переключиться на индексированный GL_TRIANGLES для рисования четырехугольников, или мне следует придерживаться моей текущей реализации GL_TRIANGLE_STRIP?
Вы, вероятно, будете в порядке, используя неиндексированные GL_QUADS
/GL_TRIANGLES
и glDrawArrays()
вызов.
SDL_Surface *screen;
...
screen = SDL_SetVideoMode(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, 0, SDL_OPENGL);
...
SDL_FreeSurface(screen);
Возвращенная поверхность освобождается
SDL_Quit
а также не должен быть освобожден вызывающим. Это правило также включает в себя последовательные вызовыSDL_SetVideoMode
(т.е. изменение размера или разрешения), потому что существующая поверхность будет освобождена автоматически.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Демонстрация простого массива вершин:
// g++ main.cpp -lglut -lGL
#include <GL/glut.h>
#include <vector>
using namespace std;
// OpenGL Mathematics (GLM): http://glm.g-truc.net/
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/random.hpp>
using namespace glm;
struct SpriteWrangler
{
SpriteWrangler( unsigned int aSpriteCount )
{
verts.resize( aSpriteCount * 6 );
states.resize( aSpriteCount );
for( size_t i = 0; i < states.size(); ++i )
{
states[i].pos = linearRand( vec2( -400, -400 ), vec2( 400, 400 ) );
states[i].vel = linearRand( vec2( -30, -30 ), vec2( 30, 30 ) );
Vertex vert;
vert.r = (unsigned char)linearRand( 64.0f, 255.0f );
vert.g = (unsigned char)linearRand( 64.0f, 255.0f );
vert.b = (unsigned char)linearRand( 64.0f, 255.0f );
vert.a = 255;
verts[i*6 + 0] = verts[i*6 + 1] = verts[i*6 + 2] =
verts[i*6 + 3] = verts[i*6 + 4] = verts[i*6 + 5] = vert;
}
}
void wrap( const float minVal, float& val, const float maxVal )
{
if( val < minVal )
val = maxVal - fmod( maxVal - val, maxVal - minVal );
else
val = minVal + fmod( val - minVal, maxVal - minVal );
}
void Update( float dt )
{
for( size_t i = 0; i < states.size(); ++i )
{
states[i].pos += states[i].vel * dt;
wrap( -400.0f, states[i].pos.x, 400.0f );
wrap( -400.0f, states[i].pos.y, 400.0f );
float size = 20.0f;
verts[i*6 + 0].pos = states[i].pos + vec2( -size, -size );
verts[i*6 + 1].pos = states[i].pos + vec2( size, -size );
verts[i*6 + 2].pos = states[i].pos + vec2( size, size );
verts[i*6 + 3].pos = states[i].pos + vec2( size, size );
verts[i*6 + 4].pos = states[i].pos + vec2( -size, size );
verts[i*6 + 5].pos = states[i].pos + vec2( -size, -size );
}
}
struct Vertex
{
vec2 pos;
unsigned char r, g, b, a;
};
struct State
{
vec2 pos;
vec2 vel; // units per second
};
vector< Vertex > verts;
vector< State > states;
};
void display()
{
// timekeeping
static int prvTime = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
const int curTime = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
const float dt = ( curTime - prvTime ) / 1000.0f;
prvTime = curTime;
// sprite updates
static SpriteWrangler wrangler( 2000 );
wrangler.Update( dt );
vector< SpriteWrangler::Vertex >& verts = wrangler.verts;
glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
// set up projection and camera
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
double w = glutGet( GLUT_WINDOW_WIDTH );
double h = glutGet( GLUT_WINDOW_HEIGHT );
double ar = w / h;
glOrtho( -400 * ar, 400 * ar, -400, 400, -1, 1);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
glEnableClientState( GL_VERTEX_ARRAY );
glEnableClientState( GL_COLOR_ARRAY );
glVertexPointer( 2, GL_FLOAT, sizeof( SpriteWrangler::Vertex ), &verts[0].pos.x );
glColorPointer( 4, GL_UNSIGNED_BYTE, sizeof( SpriteWrangler::Vertex ), &verts[0].r );
glDrawArrays( GL_TRIANGLES, 0, verts.size() );
glDisableClientState( GL_VERTEX_ARRAY );
glDisableClientState( GL_COLOR_ARRAY );
glutSwapBuffers();
}
// run display() every 16ms or so
void timer( int extra )
{
glutTimerFunc( 16, timer, 0 );
glutPostRedisplay();
}
int main(int argc, char **argv)
{
glutInit( &argc, argv );
glutInitWindowSize( 600, 600 );
glutInitDisplayMode( GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE );
glutCreateWindow( "Sprites" );
glutDisplayFunc( display );
glutTimerFunc( 0, timer, 0 );
glutMainLoop();
return 0;
}
Вы можете получить приличную производительность только с массивами вершин.
В идеале большинство / все ваши dt
с должно быть <= 16 миллисекунд
Других решений пока нет …