用AA渲染线的最快方法，DirectX中的线宽变化

因此，我正在做一些DirectX开发，确切地说是在.NET下使用SharpDX（但DirectX / C ++ API解决方案适用）。我正在寻找使用DirectX在正交投影中渲染线的最快方法（例如，模拟科学应用程序的2D线图）。

我尝试渲染的各种情节的屏幕截图如下：

这类绘图具有数百万个线段，可变厚度，是否带有每行抗锯齿（或全屏AA开/关）的情况并不少见。我需要非常频繁地更新线条的顶点（例如20次/秒），并尽可能多地卸载GPU。

到目前为止，我已经尝试过：

1. 软件渲染（例如GDI +）的性能实际上并不差，但显然在CPU上很沉重
2. Direct2D API-比GDI慢，尤其是在启用抗锯齿功能时
3. Direct3D10使用此方法在CPU端使用顶点颜色和细分来模拟AA。也很慢（我分析了它，花费了80％的时间用于计算顶点位置）

对于第三种方法，我使用“顶点缓冲区”将三角带发送到GPU，并每200毫秒用新顶点更新一次。100,000个线段的刷新率约为5FPS。我理想地需要数百万！

现在，我在想最快的方法是在GPU上进行细分，例如在Geometry Shader中。我可以将顶点作为线列表发送，也可以打包成纹理，然后在“几何着色器”中解包以创建四边形。或者，只需将原始点发送到像素着色器，然后在像素着色器中完全实现Bresenham Line绘图。我的HLSL是2006年的生锈着色器模型2，所以我不了解现代GPU可以完成的疯狂工作。

所以问题是：-有人做过吗，您有什么建议可以尝试吗？-您对通过快速更新几何来提高性能有什么建议（例如，每20毫秒创建一个新的顶点列表）？

1月21日更新

从那以后，我已经使用LineStrip和Dynamic Vertex Buffers使用Geometry Shader实现了上述方法（3）。现在我以100k点获得100FPS，以1,000,000点获得10FPS。这是一个巨大的改进，但是现在我的填充率和计算能力受到限制，因此我开始考虑其他技术/想法。

• 线段几何的硬件实例化如何？
• Sprite Batch呢？
• 其他面向（像素着色器）的方法呢？
• 我可以有效地淘汰GPU或CPU吗？

您的意见和建议深表感谢！

如果您仅要渲染Y = f(X)图形，则建议尝试以下方法。

曲线数据作为纹理数据传递，使其具有持久性，并允许例如进行部分更新glTexSubImage2D。如果需要滚动，甚至可以实现循环缓冲区，并且每帧仅更新几个值。每条曲线均渲染为全屏四边形，所有工作均由像素着色器完成。

单成分纹理内容可能如下所示：

+----+----+----+----+
| 12 | 10 |  5 | .. | values for curve #1
+----+----+----+----+
| 55 | 83 | 87 | .. | values for curve #2
+----+----+----+----+

像素着色器的工作如下：

• 在数据集空间中找到当前片段的X坐标
• 例如 具有数据的4个最接近的数据点；例如，如果X值是41.3它会选择40，41，42和43。
• 查询纹理的4个Y值（确保采样器不进行任何插值）
• 将对转换X,Y为屏幕空间
• 计算从当前片段到三个片段和四个点中每个片段的距离
• 使用距离作为当前片段的Alpha值

您可能希望将4替换为较大的值，具体取决于潜在的缩放级别。

我编写了一个非常快又脏的GLSL着色器，实现了此功能。我可能会在以后添加HLSL版本，但是您应该可以轻松进行转换。可以在下面看到结果，具有不同的行大小和数据密度：

一个明显的优势是，传输的数据量非常低，而调用调用的次数仅为一个。

有GPU Gems一章介绍渲染抗锯齿线：快速预过滤线。基本思想是将每个线段渲染为四边形，并在每个像素处计算像素中心距线段的距离的高斯函数。

这确实意味着将图形中的每个线段绘制为单独的四边形，但是在D3D11中，您当然可以使用几何体着色器和/或实例化来生成四边形，从而将要传输到GPU的数据量减少到仅数据点他们自己。我可能会将数据点设置为StructuredBuffer，以供顶点/几何着色器读取，然后执行一次绘画调用，以指定要绘制的段数。不会有任何实际的顶点缓冲区。顶点着色器将仅使用SV_VertexID或SV_InstanceID来确定要查看的数据点。

@ Dr.ABT-对此表示歉意，不是答案。在上述Sam Hocevar的回答中，我没有找到要问的方法。

您能否分享更多有关如何最终实现图表线的详细信息？我同样需要WPF应用程序。预先感谢您可以分享的任何详细信息或代码。