将多个对象异步上传到 GPU

Uploading multiple objects to GPU asynchronously

本文关键字：GPU 异步 对象      更新时间：2023-10-16

我有一堆来自好奇号火星车立体相机的3D模型，在火星上行驶。模型正在从磁盘异步加载多个模型。现在我需要将这堆模型异步上传到 GPU(在运行时)，以防止渲染循环中出现停滞，这种情况正在发生。

现在上传模型的方式：

glGenVertexArrays(1, &_vaoID);
glGenBuffers(1, &_vbo);
glGenBuffers(1, &_ibo);
glBindVertexArray(_vaoID);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _vbo);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, _vertices.size() * sizeof(Vertex), _vertices.data(), GL_STATIC_DRAW);
glEnableVertexAttribArray(0);
glEnableVertexAttribArray(1);
glEnableVertexAttribArray(2);
glVertexAttribPointer(0, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex),
reinterpret_cast<const GLvoid*>(offsetof(Vertex, location)));
glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex),
reinterpret_cast<const GLvoid*>(offsetof(Vertex, tex)));
glVertexAttribPointer(2, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex),
reinterpret_cast<const GLvoid*>(offsetof(Vertex, normal)));
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, _ibo);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, _indices.size() * sizeof(int), _indices.data(), GL_STATIC_DRAW);
glBindVertexArray(0);

以及它的渲染方式：

glBindVertexArray(_vaoID);
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, _ibo);
glDrawElements(_mode, static_cast<GLsizei>(_indices.size()), GL_UNSIGNED_INT, 0);
glBindVertexArray(0);

现在，我每次在渲染循环中都会将大约 20 个模型上传到 GPU(当有模型从磁盘加载并准备上传到 GPU 时)，而且很多时候，应用程序会停滞大约 50-400 毫秒，具体取决于模型的顶点/法线/索引的数量。

VBO 之间的乒乓球(更新一个，从一个读取)在当前管道中可能不起作用，因为每个模型都有随机数量的顶点/法线/索引，并且需要连接到一个特定的纹理。

我正在寻找任何提高性能的解决方案。

编辑 1

我现在已经成功地创建了指向我的 VBO 和 IBO 的指针，但是我很困惑当缓冲区返回到主线程时，我应该如何取消映射缓冲区。我的第一个想法是像这样分别取消映射 VBO 和 IBO： `

for (int i = 0; i < _vertices.size(); i++) {
_vertexBufferData[i] = _vertices.at(i);
}
glUnmapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER);
for (int k = 0; k < _indices.size(); k++) {
_indexBufferData[k] = _indices.at(k);
}
glUnmapBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER);

但是我收到一个错误，说缓冲区已经未绑定或未映射。我只需要执行第一次取消映射吗？

您描述的问题称为缓冲区对象流。

简而言之，假设您有一个触发器，必须加载特定模型。然后：

  1. 按照您的描述创建 VAO 和 VCO，但尚未加载任何数据。为此，您可以使用glBufferStorage。
  2. 将缓冲区映射到内存中，并启动一个线程以用数据填充该缓冲区。线程将执行所有耗时的磁盘 I/O 和填充映射的内存区域。
  3. 工作线程完成后，通知主线程。
  4. 在主线程中，收到通知后，取消映射缓冲区并将 VAO 标记为已加载以进行后续渲染。

显然，在 1 到 4 之间，您的主线程会像往常一样继续渲染，而不会渲染该挂起的 VAO。

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