??????在GPU Gems 2中有一篇文章是專門介紹幾何體實(shí)例化的，不過(guò)它是基于DirectX的。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，OpenGL在幾何體實(shí)例化方面也做出了改進(jìn)，于2008年在OpenGL3.0中正式引入實(shí)例化函數(shù)，該函數(shù)只被NVIDIA 8系列以上顯卡支持。

??????幾何體實(shí)例化，是通過(guò)對(duì)具有相同頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的幾何體，賦予不同的空間位置、顏色或紋理等特征，從而創(chuàng)造出不同實(shí)例對(duì)象的技術(shù)。尤其適合于草地、石塊、數(shù)目、士兵群等對(duì)象的繪制。它的好處在于，只需傳遞一次單個(gè)模型的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)（或者說(shuō)調(diào)用一個(gè)批次的繪制指令），再傳遞不同對(duì)象的特征數(shù)據(jù)，就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)對(duì)象的繪制。

??????最早，OpenGL是不支持幾何體實(shí)例化的。它通過(guò)即時(shí)模式，調(diào)用glDrawElements等函數(shù)，能較高效的實(shí)現(xiàn)多個(gè)對(duì)象的繪制。然而，這還是會(huì)造成占用大量的VBO存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)傳輸帶寬。

??????在GPU可編程后，通過(guò)設(shè)置全局統(tǒng)一參數(shù)glUniformMatrix4fvARB來(lái)傳遞對(duì)象的特征數(shù)據(jù)給Vertex Shader，來(lái)間接實(shí)現(xiàn)實(shí)例化。然而這還是不能夠減少繪制指令的調(diào)用次數(shù)。

??????而后，NVIDIA提出了偽實(shí)例化（pseudo-instancing）的方法，利用頂點(diǎn)數(shù)據(jù)指令，如glColor3f、glTexCoord、glMultiTexCoord等，將對(duì)象的特征數(shù)據(jù)傳遞給Vertex Shader。雖然這同樣不能減少繪制指令的調(diào)用次數(shù)，但它卻比方法2提高了2~3倍的效率。原因有2：一是方法2中的全局統(tǒng)一參數(shù)函數(shù)設(shè)置的是GPU寄存器，或者說(shuō)是改變Vertex shader當(dāng)前的全局處理狀態(tài)，很顯然將等待當(dāng)前GPU正在執(zhí)行的Vertex process完成后才能返回，即需要CPU等待GPU完成該對(duì)象的繪制，存在嚴(yán)重的效率問(wèn)題^[1]；二是全局統(tǒng)一參數(shù)函數(shù)設(shè)置的GPU寄存器是全局共享的，Vertex Shader拜訪該寄存器所耗費(fèi)的時(shí)間顯然要多于拜訪本地寄存器（由頂點(diǎn)數(shù)據(jù)指令設(shè)置的）所花費(fèi)的時(shí)間。

??????最后，ARB終于通過(guò)了實(shí)例化的函數(shù)ARB_draw_instanced，有兩個(gè)：DrawArraysInstancedARB、DrawElementsInstancedARB。在GLSL中，通過(guò)instance ID獲取實(shí)例的ID，加以控制。這兩個(gè)函數(shù)不能用在顯示列表中。

??????JeGX對(duì)以上四種方法進(jìn)行了測(cè)試，有興趣的童鞋，可以點(diǎn)擊鏈接去看看。測(cè)試的結(jié)論是^[2]：

??????1、在OpenGL中，每個(gè)實(shí)例的頂點(diǎn)數(shù)越小，實(shí)例化帶來(lái)的效率提升越明顯。因此要盡量將實(shí)例模型的面數(shù)和頂點(diǎn)數(shù)控制到最小。

??????2、新的實(shí)例化函數(shù)，雖然減少了指令的個(gè)數(shù)，但當(dāng)實(shí)例模型的面數(shù)和頂點(diǎn)數(shù)比較大的時(shí)候，好像沒(méi)有帶來(lái)太大的性能改變。

??????我曾經(jīng)把特征數(shù)據(jù)編碼進(jìn)頂點(diǎn)紋理，通過(guò)Vertex Shader來(lái)獲取，實(shí)現(xiàn)實(shí)例化，然而效果好像并不是非常明顯（相較于第2種方法而言）。目前還沒(méi)有試驗(yàn)第4種方法，希望以后有時(shí)間的時(shí)候來(lái)試驗(yàn)一下。

?

參考文獻(xiàn)：

1、http://www.cnitblog.com/linghuye/archive/2008/03/17/41049.html

2、http://www.ozone3d.net/blogs/lab/?p=87

3、http://www.gamerendering.com/2008/10/21/instancing/

4、http://www.qiannao.com/space/show/jamesclarke/glsl_pseudo_instancing.pdf/.page

5、http://www.opengl.org/registry/specs/ARB/draw_instanced.txt

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/jamesclarke/archive/2009/07/08/1519462.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OpenGL中的几何体实例化（OpenGL Geometry Instancing）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。