是否可以构造少于24个顶点的立方体

我有一个像Minecraft这样的基于多维数据集的世界，我想知道是否有一种方法可以构造一个少于24个顶点的多维数据集，从而减少内存使用量。

在我看来，这是不可能的，原因有两个：法线无法正确显示，每面纹理也无法使用。

是这种情况还是我错了？也许有些新颖的DX11技术可以提供帮助？

编辑：为了明确起见，我有2个要求：我需要每个立方体面的表面法线以进行适当的照明，并且需要一种方法来解决每个立方体面的纹理数组中的不同索引

如果只需要按面法线，并且面的texcoords严格为0 / 0、0 / 1、1 / 0、1 / 1（或与您的布局相似），则可以构造具有8个顶点的立方体以及30（带重新启动的条带）或36（列表）索引。使用基于顶点着色器中的SV_VertexID的常量数组查找来获取法线和texcoord。

这样做意味着您甚至不需要在顶点缓冲区中包含texcoords或法线，这将为您节省更多的内存。

更进一步，您仍然可以将每个多维数据集一路转到24个顶点，但也可以使用实例化。每个多维数据集在顶点缓冲区（1x1x1）中都是固定大小的，并且具有按实例数据的缩放因子和位置（假设多维数据集不旋转，如果它们旋转，则为矩阵）。在非旋转情况下，您一次要花费24个顶点，但是每个多维数据集只需要6个浮点数即可完全指定。在旋转情况下，您要查看16个浮点数，但即使这样也可以节省很多钱（在这种情况下，您很可能在矩阵转换时遇到CPU方面的瓶颈-对于非旋转情况下，动态地构造矩阵您的顶点着色器-即使是按顶点完成的，也是如此之快，以至于您甚至不必担心它）。

对于每面纹理，只需使用纹理数组即可。当然，您需要确保数组中每个此类纹理的大小均相同，并且如果数组本身需要更改，您仍需要中断当前的批处理，否则，它将做得很好。在您的顶点定义中添加第三个texcoord，以定义要用于每个面的数组切片。

您不需要带有GS的GS，它的运行速度应比使用GS的运行速度快，因为启用了几何着色器阶段会增加额外的开销。

我的引擎中已经有基准测试代码，使用此方法可以绘制一堆多维数据集，并且可以在相对低端的GPU上轻松地检查超过300,000个多维数据集，同时仍以60fps的速度清除，而无需执行其他任何操作来优化流程。诚然，我既不进行照明也不对其进行纹理处理，但是我确实启用了alpha混合，禁用了背面剔除，并且总体而言，它与我的“不做其他任何事情来优化”部分保持平衡，因此应该为您提供一种合理的想法可以用这种方法击球。

我认为您可以进行的主要优化基于以下事实：并非每个多维数据集实际上都需要全部24个顶点。实际上，唯一需要24个顶点的立方体是漂浮在空中的立方体，这可能很少见。

通常，仅为与空气接触的面生成四边形。这意味着，如果两个立方体相互接触，则无需为它们接触的面生成任何顶点。

下图演示了此概念，但以2D形式显示以便于理解。在图像中，有11个被占用的块（由实心的灰色圆圈表示），通常需要4 x 11 = 44个边来表示（4个是正方形，而不是立方体）。但是，正如您所看到的，仅当边缘与一个空的正方形接触时才真正需要绘制边缘，在这种情况下，该正方形只有8个边缘。

如果这样一个简单的2D示例设法将44条边减少到8条边，请想象一下在大型3D世界中的收益...

这是本文中介绍的方法，尽管它针对OpenGL，但我还是建议您阅读该方法。这些概念应该相当普遍。

您可能还可以使用几何着色器在GPU上动态生成顶点，从而无需将其存储在内存中，但是我没有经验，也不知道它在大范围内的性能如何世界。