OpenGL：球体减慢帧速率

问题描述

我有一个基于传递的堆栈数，扇区数和半径来制作球体的类。问题是，每当我绘制球体时，我的帧速率就会从57-60 fps下降到20 fps。

这就是我画球的方式：

    def draw_edges(self):
        """Draws the sphere's edges"""
        glPushmatrix()
        glTranslate(self.position[0],self.position[1],self.position[2])
        glrotate(self.rotation[3],self.rotation[0],self.rotation[1],self.rotation[2])
        glpolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE)
        glBegin(GL_TRIANGLES)
        for edge in self.edges:
            for vertex in edge:
                glVertex3fv(self.vertices[vertex])
        glEnd()
        glpolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL)
        glPopMatrix()

有人知道我该如何加快速度吗？

解决方法

尝试摆脱嵌套循环。有关使用Vertex Specification和Vertex Buffer Object来绘制网格的现代方法，请参见Vertex Array Object。

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另一种（不建议使用的）可能性是使用固定函数属性。

OpenGL 4.6 API Compatibility Profile Specification; 10.3.3 Specifying Arrays for Fixed-Function Attributes; page 402

命令

void VertexPointer( int size,enum type,sizei stride,const void *pointer );
void NormalPointer( enum type,const void *pointer );
void ColorPointer( int size,const void *pointer );
[...]

指定数组的位置和组织以存储顶点坐标，法线，颜色等。通过调用以下其中一个来启用或禁用单个数组。

void EnableClientState( enum array );
void DisableClientState( enum array );

分别将顶点，法线，颜色，[...]阵列的数组分别设置为VERTEX_ARRAY，NORMAL_ARRAY，COLOR_ARRAY，[...]。

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在类的构造函数中使用顶点属性数据创建一个列表：

def __init__(self):
    # [...]
   
    self.vertexArray = []
    for edge in self.edges:
        for vertex in edge:
            self.vertexArray.append(self.vertices[vertex])

使用数组指定顶点并绘制网格：

def draw_edges(self):
    """Draws the sphere's edges"""
    glPushMatrix()
    glTranslate(self.position[0],self.position[1],self.position[2])
    glRotate(self.rotation[3],self.rotation[0],self.rotation[1],self.rotation[2])
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE)
    
    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
    glVertexPointer(3,GL_FLOAT,self.vertexArray)
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,len(self.vertexArray))
    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
    
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL)
    glPopMatrix()

这是使用VBO和VAO的现代解决方案的第一步（小步骤）。

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使用Vertex Buffer Object可以进一步提高性能：

def __init__(self):
    # [...]

    self.vertexArray = []
    for edge in self.edges:
        for vertex in edge:
            self.vertexArray += self.verticies[vertex] # <--- flat list

    array = (GLfloat * len(self.vertexArray))(*self.vertexArray)
    self.vbo = glGenBuffers(1)        
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,self.vbo)
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER,array,GL_STATIC_DRAW)
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,0)

def draw_edges(self):
    # [...]

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,self.vbo)
    glVertexPointer(3,None)
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,0)
    
    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,len(self.vertexArray) // 3)
    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)

    # [...]