3D渲染中索引的目的是什么？

假设您正在OpenGL中创建3D立方体。为对象（多维数据集）实现必要的顶点数据。使用索引的意义是什么？

 void CreateCube()
        {
            const Vertex VERTICES[8] =
            {
                { { -.5f, -.5f,  .5f, 1 }, { 0, 0, 1, 1 } },
                { { -.5f,  .5f,  .5f, 1 }, { 1, 0, 0, 1 } },
                { {  .5f,  .5f,  .5f, 1 }, { 0, 1, 0, 1 } },
                { {  .5f, -.5f,  .5f, 1 }, { 1, 1, 0, 1 } },
                { { -.5f, -.5f, -.5f, 1 }, { 1, 1, 1, 1 } },
                { { -.5f,  .5f, -.5f, 1 }, { 1, 0, 0, 1 } },
                { {  .5f,  .5f, -.5f, 1 }, { 1, 0, 1, 1 } },
                { {  .5f, -.5f, -.5f, 1 }, { 0, 0, 1, 1 } }
            };

            const GLuint INDICES[36] =
            {
                0,2,1,  0,3,2,
                4,3,0,  4,7,3,
                4,1,5,  4,0,1,
                3,6,2,  3,7,6,
                1,6,5,  1,2,6,
                7,5,6,  7,4,5
            };

    //....

    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(VERTICES), VERTICES, GL_STATIC_DRAW);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(INDICES), INDICES, GL_STATIC_DRAW);

在上面的示例中，创建了具有世界空间中必要顶点的多维数据集。指数的相关性是什么？

存在减少表示3D模型所需的内存占用量的指标，其方式与使用调色板来减少2D图像的内存占用量的方式非常相似。

索引允许您避免重复顶点的完整定义，如果您必须复制该顶点的数据（通常需要对复杂模型进行此操作）。

现代的3D API使用三角形渲染。立方体的每个面都需要两个三角形：

A--B 
|\ |   This cube face has two triangles:
| \|   ABD and ADC.
C--D

要指定不带索引的面，必须指定vertices A, B, D, A, D, C。在顶点缓冲区中重复了两个顶点（A和D）。

然而，随着指数的，你可以只包含所需顶点（顶点缓冲区A，B，C，和D）和6个指标：0, 1, 3, 0, 3, 2。由于索引通常比顶点小得多，并且在实际模型中通常会重复许多顶点，因此可以节省大量空间。

请注意，某些顶点将仅共享部分属性。例如，使用纹理贴图渲染多维数据集时，通常每个面都需要唯一的纹理坐标，因此您将拥有多个具有相同位置和不同纹理坐标的顶点。重复的数量是可以接受且必要的；当您复制整套顶点属性时，您将开始看到索引带来的好处。

如果确实所有网格顶点都是100％不同的，那么索引就没有好处（实际上，冗余索引缓冲区的消耗将占用更多空间）。但是，这并不总是发生。

使用索引有三个主要目的：

• 通过启用从原始网格中删除重复的顶点来减少内存需求。
• 通过使重复的顶点仅被转换一次来减少顶点着色器的计算。
• 连接原语，从而使您减少绘制调用。

其中第一个很明显，因为您可以直接在自己的代码中对其进行测量：如果一个网格有50k个顶点，但如果其中有30k个顶点是重复的，则可以节省内存。

第二和第三个并不是那么明显-您必须已经决定使用索引，并且需要分析代码并隔离“之前”和“之后”性能以进行度量。

对于第二个，硬件能够缓存最近转换的顶点的结果。如果出现与最近转换的顶点相同的顶点，则可以使用缓存的版本，而不必再次执行所有计算。硬件使用索引来标识这些，因此索引对于获得此行为是绝对必要的。

对于第三个，无论需要执行多少GPU工作，您进行的每个绘制调用都会占用CPU开销。如果其他所有条件都相等，则在1个绘制调用中绘制50k网格比在10k绘制调用中绘制网格要快得多。但是，如果您的网格是由多个条带组成的，或者（甚至更糟）是由条带和扇形的组合组成的，则不能在没有（1）使用索引或（2）引入退化的三角形的情况下，在单个绘制调用中完成它。但是，由于索引比顶点小得多，因此在通常情况下首选使用索引。

索引说明由三个顶点组成的组一起形成了立方体的面。并非三角形的三个顶点的每个集合都是三角形的面。

您可以只使用一次每个顶点，并且只需重复使用多个三角形中的多个顶点即可，但这意味着额外的顶点转换。使用索引时，顶点仅变换一次，并根据需要使用多次。