2D游戏和现代OpenGL

前概念

好的，到目前为止，我收集的是：

• 不要使用固定的管道（已弃用或将要弃用）
• vbos存储“对象模型”（主要是n个顶点数据）
• vaos描述了如何放置数据，以便绘图调用知道每个vbo的哪一部分是关于哪种顶点信息的（一个vao可以引用多个vbo，相反则有点困难）
• 每个绘制调用还将顶点数据发送到着色器

我如何看待3D（可选）

有了这些信息，我可以看到使用现代OpenGL绘制3D复杂对象的效果如何。您基本上是将一堆对象模型（可能来自Blender或其他类似软件）加载到具有局部坐标的VBO中，然后只需为对象的每个实例提供不同的着色器参数（偏移量）即可绘制到世界空间。

问题/问题

但是，在2D中，问题和优先级完全不同。您不需要绘制很多复杂的对象，也不需要复杂的投影矩阵，并且着色器和着色器要简单得多。

用现代OpenGL频繁（实际上经常，基本上每帧）绘制变化的几何形状的最佳方法是什么？

在下面的段落中，您可以看到一些问题的想法（圆形和矩形问题），可以更好地识别我感兴趣的更改类型。

我的尝试（可选）

因此，我开始考虑如何处理在屏幕上绘制基本的2D几何：

• 正方形：[(1, 0), (1, 1), (0, 1), (0, 0)]在局部空间中为正方形的几何图形加载VBO，然后为着色器提供正方形的实际宽度以及世界坐标和颜色信息

冷却，看起来很容易。让我们转到一个圆圈：

• 一个圆圈：三角形风扇。精度（顶点数）多少？对于小圆圈，精度必须较低，对于错误环，精度必须较高。显然，加载1个VBO可能无法满足所有情况。如果由于圆的大小被调整为更大而需要增加精度怎么办？

不太酷。让我们移动到稍微容易一点的矩形：

• 矩形：嗯。没有“常规矩形几何体”。您只需要一个宽度/高度比例即可，但是，如果尺寸改变，每个矩形可能会有所不同。

如您所见，事情从那里走下坡路。特别是对于复杂的多边形等等。

无代码政策：P

我只需要一个大概的想法，不需要任何代码，尤其是C或C ++代码。就像这样说：“使用此顶点数据创建一个VBO，然后将其绑定，...”。

您的主要问题似乎是：

用现代OpenGL频繁（实际上经常，基本上每帧）绘制变化的几何形状的最佳方法是什么？

在大多数情况下，2d和3d OpenGL之间没有太大区别。图形管道具有一个额外的坐标Z，在2d中不会使用太多坐标，仅此而已。

有几种方法可以更改每次绘制的几何形状。

• 您可以每帧推送CPU提供的新顶点。（有关重复使用缓冲区的一些说明，请参阅/programming/14155615/opengl-updating-vertex-buffer-with-glbufferdata。）

• 您可以使用绘制现有缓冲区的不同部分glDrawArrays(mode, first, count)。如果动画循环播放，也许您可​​以将具有不同顶点列表的预计算帧放在一个大缓冲区中，并在每帧中绘制缓冲区的适当部分。

• 您可以将顶点列表与其他数据（例如统一数组或纹理）一起使用。在您的顶点着色器中，读取此数据并适当地应用它。这些只是将数据呈现给GPU的其他惯用法，而且性能可能不会有太大差异。

• 如果您有许多相同几何的实例（可能受属性影响），则glDrawElementsInstanced()可能会有用

• 您可以通过算法在顶点，几何或细分曲面着色器中影响顶点列表。如果可以用数学方式描述动画，则可以保持相同的顶点列表，并且每帧仅更改一些着色器制服。

也许您的动画可以表示为纯纹理，所有动画均由cpu逐像素完成，或从磁盘预先渲染。

总的来说，我会说：“计算机速度快，使它工作起来最简单，这可能是通过在每一帧设置新的CPU制造的顶点。然后，看看是否足够。配置电池/ CPU的使用情况首先是内存占用，其次。”

另一个问题解释为：“绘制圆形和矩形的好方法是什么？”

界。

• 使用镶嵌细分着色器（或几何着色器），可以使几何动态化。

• 您可以绘制正方形，并且在片段着色器中，半径内仅不透明（alpha = 1.0），半径外仅透明（alpha = 0.0）。然后每次都是像素完美。（使您的正方形顶点-1到+1，在片段着色器中类似，outColor.a = dot(coord.xy, coord.xy) < 1.0 ? 1.0 : 0.0;。也可以稍微平滑边缘，在那里看起来不错...）

• 例如，您总是可以使用120三角形的风扇。可能足够好。

矩形。

• 我想您回答了您自己的问题。您的建议会很好！

我不能说是这个领域的专家，在我的游戏项目中，我更多地专注于3D方面，因此通常使用3D方面的东西，我的2D方面非常简单。显然，我的观点是在游戏方面，所以我的2D图形更多的是关于使精灵发条而不是几何。从这个角度来看，

1）正方形和矩形很容易。我在VBO中只有一个1x1盒子，可以用来涂抹所有东西。我使用此“单位框”将MVP矩阵传递给着色器，并且将其与其他缩放比例结合使用以将框缩放到正确的尺寸-如您所知，您可以使用不同的x和y缩放比例。

出于我的目的，我一直在考虑从使用“单位框”过渡到某种粒子引擎再使用blit 2D精灵，但这是另一回事了。

2）我对圆没有太多的工作，我只使用具有特定顶点数的固定VBO。但是我可以想象，我可以进行一些大的调整来影响为该圆绘制的顶点数量。

将VBO数据连接到着色器属性时，我使用glVertexAttribPointer。它具有跨步参数，意在用于交错数据（我使用）。但是也许可以这样使用它：

glVertexAttribPointer(..., n * sizeof(VERTEX_DATA), ...);

...从缓冲区中选择第n个顶点，从而影响为该圆绘制的顶点数量。我可以创建几个具有相同VBO的VAO，并且步幅不同，这会影响绘制圆的顶点数量。我没有尝试过，想。

总的来说，是的，使用VBO等使CPU端的调整变得更加复杂，为什么我一直在研究不同的东西以在GPU端（着色器）进行调整。尽管如此，根据本文，即使您需要大量的CPU方面的“干预”，使用VBO在现代硬件上也更加有效：

http://www.quelsolaar.com/opengl_performance.txt

希望这对您设计和确定方向有帮助。