国产xxxx99真实实拍_久久不雅视频_高清韩国a级特黄毛片_嗯老师别我我受不了了小说

資訊專欄INFORMATION COLUMN

WebGL2系列之實例數組(Instanced Arrays)

Tony / 2796人閱讀

摘要：實例化數組實例化是一種只調用一次渲染函數卻能繪制出很多物體的技術，它節省渲染一個物體時從到的通信時間。實例化如果能夠講數據一次性發送給，然后告訴使用一個繪制函數，繪制多個物體，就會更方便。因此可以看出減少了繪制的遍歷。

實例化數組

實例化是一種只調用一次渲染函數卻能繪制出很多物體的技術，它節省渲染一個物體時從CPU到GPU的通信時間。
實例數組是這樣的一個對象，使用它，可以把原來的的uniform變量轉換成attribute變量，而且這個attribute變量對應的緩沖區可以被多個對象使用；這樣在繪制的時候，可以減少webgl的調用次數。

背景

假設這樣的一個場景：你需要繪制很多個形狀相同的物體，但是每個物體的顏色、位置卻不一樣，通常的做法是這樣的：

for(var  i = 0; i < amount_of_models_to_draw; i++)
{
    doSomePreparations(); // bind VAO, bind Textures, set uniforms etc.
    gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, amount_of_vertices);
}

但是這種做法的一個缺點是：當繪制的對象的數量巨大之后，執行的效率就會變的很慢了；這是因為每一次繪制的時候，都需要調用很多webgl 的很多方法，比如綁定VAO對象，綁定貼圖，設置uniform變量，告訴GPU從哪個緩沖區區讀取頂點數據，以及從哪里找到頂點屬性，所有這些都會是CPU和GPU的資源消耗過多。

實例化

如果能夠講數據一次性發送給GPU，然后告訴WebGL使用一個繪制函數，繪制多個物體，就會更方便。這種技術，便是實例化技術。這種技術的實現思路，就是把原本的uniform變量，比如變換矩陣，變成attribute變量，然后把多個對象的矩陣數據，寫在一起，然后創建所有矩陣的VBO對象（頂點緩存區）； 創建好緩沖區后，把所有對象的矩陣數據通過bufferData 上傳到緩沖區中，這和普通的attribute變量的緩沖區沒什么差別。
接下來，就是和普通的VBO差異的部分：該緩沖區可以在多個對象之間共享。每個對象 取該緩沖區的一部分數據，作為attribute變量的值，方法如下:

  gl.vertexAttribDivisor(index, divisor)

通過gl.vertexAttribDivisor方法指定緩沖區中的每一個值，用于多少個對象，比如divisor = 1，表示每一個值用于一個對象；如果divisor=2，表示一個值用于兩個對象。 index表示的attribute變量的地址。

然后，通過調用如下方法進行繪制：

gl.drawArraysInstanced(mode, first, count, instanceCount);
gl.drawElementsInstanced(mode, count, type, offset, instanceCount);

這兩個方法和 gl.drawArrays與gl.drawElements類似，不同的是多了第四個參數 instanceCount，表示一次繪制多少個對象。
通過這個方法，便能實現一次調用繪制多個對象的目標。

案例說明 代碼展示

本案例 將一次繪制多個四邊形，代碼如下：

 var count = 3000;
        var positions = new Float32Array([
            -1/count, 1/count, 0.0,
            -1/count, -1/count, 0.0,
            1/count, 1/count, 0.0,
            1/count, -1/count, 0.0,
        ]);
        var positionBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, positions, gl.STATIC_DRAW);
        gl.vertexAttribPointer(0, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        gl.enableVertexAttribArray(0);
        var colors = new Float32Array([
            1.0, 0.0, 0.0,
            0.0, 1.0, 0.0,
            0.0, 0.0, 1.0,
            1.0, 1.0, 1.0,
        ]);
        var colorBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, colors, gl.STATIC_DRAW);
        gl.vertexAttribPointer(1, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        gl.enableVertexAttribArray(1);

        var indices = new Uint8Array([
            0,1,2,
            2,1,3
        ]);

        var indexBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indexBuffer);
        gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indices,gl.STATIC_DRAW); //給緩沖區填充數據

        var offsetArray = [];
        for(var i = 0;i < count;i ++){
            for(var j = 0; j < count; j ++){
                var x = ((i + 1) - count/2) / count * 4;
                var y = ((j + 1) - count/2) / count * 4;
                var z = 0;
                offsetArray.push(x,y,z);
            }
        }

        var offsets = new Float32Array(offsetArray)

        var offsetBuffer = gl.createBuffer();
        var aOffsetLocation = 2;
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, offsetBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, offsets, gl.STATIC_DRAW);
        gl.enableVertexAttribArray(aOffsetLocation);
        gl.vertexAttribPointer(aOffsetLocation, 3, gl.FLOAT, false, 12, 0);
        gl.vertexAttribDivisor(aOffsetLocation, 1);

        // ////////////////
        // // DRAW
        // ////////////////
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);// 清空顏色緩沖區
        // // 繪制第一個三角形
        gl.bindVertexArray(triangleArray);
        gl.drawElementsInstanced(gl.TRIANGLES,indices.length,gl.UNSIGNED_BYTE,0,count * count);
定義四邊形VBO、IBO數據

首先定義一個變量count，繪制四邊形的個數為 count * count,也就是count 列 count行個四邊形。 然后一下代碼定義四邊形的頂點坐標、顏色和索引相關數據，這在WebGL1中多次使用，不在贅述：

var positions = new Float32Array([
            -1/count, 1/count, 0.0,
            -1/count, -1/count, 0.0,
            1/count, 1/count, 0.0,
            1/count, -1/count, 0.0,
        ]);
        var positionBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, positions, gl.STATIC_DRAW);
        gl.vertexAttribPointer(0, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        gl.enableVertexAttribArray(0);
        var colors = new Float32Array([
            1.0, 0.0, 0.0,
            0.0, 1.0, 0.0,
            0.0, 0.0, 1.0,
            1.0, 1.0, 1.0,
        ]);
        var colorBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, colors, gl.STATIC_DRAW);
        gl.vertexAttribPointer(1, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        gl.enableVertexAttribArray(1);

        var indices = new Uint8Array([
            0,1,2,
            2,1,3
        ]);

        var indexBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indexBuffer);
        gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indices,gl.STATIC_DRAW); //給緩沖區填充數據
uniform變量改成attribute變量

接下來，為了把每個四邊形分開，我們給每個四邊形定義一個偏移量（此處的偏移量可以相當于變換矩陣），在WebGL1中，這個偏移量會以uniform變量的方式定義，但是在實例化的技術下，該偏移量定義為attribute變量, layout(location=2) in vec4 offset:

var vsSource = `#version 300 es
       ......
        layout(location=2) in vec4 offset;
        ......
        void main() {
            vColor = color;
            gl_Position = position  + offset;
        }
`;
定義偏移量的數據及VBO

然后定義每個對象的偏移量數據的數組：

        for(var i = 0;i < count;i ++){
            for(var j = 0; j < count; j ++){
                var x = ((i + 1) - count/2) / count * 4 - 2/count;
                var y = ((j + 1) - count/2) / count * 4 - 2/count;
                var z = 0;
                offsetArray.push(x,y,z);
            }
        }

這個偏移量，將會使所有的四邊形，按照count 行 count 列排列。
定義了偏移量數組之后，創建相應的緩沖區和開啟attribute變量：

   var offsetBuffer = gl.createBuffer();
        var aOffsetLocation = 2; // 偏移量attribute變量地址
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, offsetBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, offsets, gl.STATIC_DRAW);
        gl.enableVertexAttribArray(aOffsetLocation); // 啟用偏移量attribute變量從緩沖區取數據
        gl.vertexAttribPointer(aOffsetLocation, 3, gl.FLOAT, false, 12, 0); // 定義每個數據的長度為3個分量，長度為12 = 3 * 4（浮點數長度）。
        gl.vertexAttribDivisor(aOffsetLocation, 1);
gl.vertexAttribDivisor

注意 gl.vertexAttribDivisor(aOffsetLocation, 1); 這一行，1表示指定每個數據(定義每個數據的長度為3個分量，長度為12 = 3 * 4（浮點數長度)) 被一個四邊形所用，而每一個四邊形的繪制期間，attribute變量offset保持不變，這個uniform變量類似。

gl.drawElementsInstanced 繪制多個實例

接下來，調用方法繪制多個實例，

        // ////////////////
        // // DRAW
        // ////////////////
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);// 清空顏色緩沖區
        // // 繪制第一個三角形
        gl.bindVertexArray(triangleArray);
        gl.drawElementsInstanced(gl.TRIANGLES,indices.length,gl.UNSIGNED_BYTE,0,count * count);

gl.drawElementsInstanced 將會繪制count count個四邊形的實例，需要注意的是，繪制實例的個數，不能多于attribute變量offset變量的對應的緩沖區的數據個數，前面代碼offsetArray定義了countcount個數據（注意每個數據有3個分量，所以數據個數不等于offsetArray數組長度），因此繪制的示例個數不能超過count * count 個，但是可以少于。

案例效果說明

如果把count 指定為10，最終繪制的效果如下：

可以看出，一次繪制調用，繪制出了100個對象；
如果通過WebGL1的方式需要遍歷100次繪制。因此可以看出減少了繪制的遍歷。
當然如果只是繪制100個四邊形，遍歷方法也沒什么不好，實例化的威力主要體現在，當數據量變到很大的時候，比如在筆者電腦上，把count值改為4000，那么會繪制4000 * 4000 = 一千六百萬個四邊形，如下：


可以看出，還是可以很好的繪制出來（雖然由于對象太多，已經看不清楚界限）
而采用WebGL1 循環遍歷的方式，估計最多也就能夠達到萬級別的繪制循環數量，千萬級別的數量簡直不可想象。
當然這個數量 也是有限制的，比如在筆者的機器上，把count改成5000，也就是5000 * 5000 = 兩千五百萬的時候，機器就奔潰了。

WebGL1 擴展

在WebGL1中，可以通過擴展來ANGLE_instanced_arrays來實現，相關函數如下：

var ext = gl.getExtension("ANGLE_instanced_arrays");

ext.vertexAttribDivisorANGLE(index, divisor);

ext.drawArraysInstancedANGLE(mode, first, count, primcount);

ext.drawElementsInstancedANGLE(mode, count, type, offset, primcount);

更多精彩內容，請關注公眾號:ITman彪叔

文章版權歸作者所有，未經允許請勿轉載,若此文章存在違規行為，您可以聯系管理員刪除。

轉載請注明本文地址：http://specialneedsforspecialkids.com/yun/108656.html

相關文章

  • WebGL2系列之多采樣渲染緩沖對象

    摘要：在很久很久以前，使用的時候，只能在默認的繪制的緩沖區上面使用，而不能在幀緩沖區上面實現，更加形象的說就是不能用于離屏渲染。下面是該函數的簽名該函數的作用就是，把一個幀緩沖區上的指定區域像素轉移給另外一個幀緩沖區上的指定區域。 在很久很久以前，盤古開辟了天地，他的頭頂著天，腳踩著地，最后他掛了。他的毛發變成了森林，他的血液變成了河流，他的肌肉變成了大地。。。。。。卡！ 哦，不對，在很久很...

    vpants 評論0 收藏0

發表評論

0條評論

最新活動
閱讀需要支付1元查看
<