使用 VBO 和 CPU 使用率非常高

Posted 2023-02-17

【中文标题】使用 VBO 和 CPU 使用率非常高

【英文标题】：Using VBO's and CPU usage is very high

【发布时间】：2010-06-28 16:05:05

【问题描述】：

我真的不知道该怎么办了。我已经让我的应用程序使用 VBO，而我的 cpu 使用率仍然进入 70 年代和 80 年代。我的渲染过程是这样的：

设置相机变换 如果形状尚未被细分，则对其进行细分。 创建它的 VBO 如果它有 VBO，请使用它。

你会注意到我也有显示列表，如果不支持 VBO，我可能会使用这些。我去找了一个 OpenGL 演示，它可以在我的 PC 上以 60fps 的速度渲染一个 32000 多边形网格，并使用 4% 的 cpu。我正在使用 vbos 以 60fps 的速度渲染大约 10,000 个多边形，并且使用 70-80%。

这是我的渲染过程：

        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
        glLoadIdentity();

        POINT hh = controls.MainGlFrame.GetMousePos();
        POINTFLOAT S;
        S.x = static_cast<float>(hh.x);
        S.y = static_cast<float>(hh.y);
        POINTFLOAT t;
        t.x = 256;
        t.y = 256;
        POINT dimensions;
        dimensions.x = 512;
        dimensions.y = 512;
        glDeleteTextures(1,&texName);
        texName = functions.CreateGradient(col,t,S,512,512,true);

        itt = true;
    
    HDC hdc;
    PAINTSTRUCT ps; 
    glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
    glEnable(GL_BLEND);

    glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

    hdc = BeginPaint(controls.MainGlContext.mhWnd,&ps);

    //start OGL code
    glClearColor( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f );
    if(!current.isdrawing)
    glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT );

    glPushMatrix();
    glTranslatef(controls.MainGlFrame.GetCameraX(),
    controls.MainGlFrame.GetCameraY(),0);
    //glTranslatef(current.ScalePoint.x,current.ScalePoint.y,0);


    glScalef(current.ScaleFactor,current.ScaleFactor,current.ScaleFactor);
    //glTranslatef(-current.ScalePoint.x,-current.ScalePoint.y,0);


    if(!current.isdrawing)
    
        for(unsigned int currentlayer = 0; currentlayer < layer.size(); ++currentlayer)
        
            PolygonTesselator.Init(); 
            for(unsigned int i = 0; i < layer[currentlayer].Shapes.size(); i++)
            
                if(layer[currentlayer].Shapes[i].DisplayListInt == -999)
                
                    gluTessNormal(PolygonTesselator.tobj, 0, 0, 1);
                    PolygonTesselator.Set_Winding_Rule(layer[currentlayer].Shapes[i].WindingRule); 
                    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
                    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName);

                    layer[currentlayer].Shapes[i].DisplayListInt = glGenLists(1);
                    glNewList(layer[currentlayer].Shapes[i].DisplayListInt,GL_COMPILE);

                    PolygonTesselator.SetDimensions(layer[currentlayer].Shapes[i].Dimensions,layer[currentlayer].Shapes[i].minima);
                    PolygonTesselator.Begin_Polygon(); 
                    for(unsigned int c = 0; c < layer[currentlayer].Shapes[i].Contour.size(); ++c)
                    
                        if(layer[currentlayer].Shapes[i].Color.a != 0)
                        
                            PolygonTesselator.Begin_Contour();

                            for(unsigned int j = 0; j < layer[currentlayer].Shapes[i].Contour[c].DrawingPoints.size(); ++j)
                            
                                gluTessVertex(PolygonTesselator.tobj,&layer[currentlayer].Shapes[i].Contour[c].DrawingPoints[j][0],
                                    &layer[currentlayer].Shapes[i].Contour[c].DrawingPoints[j][0]);
                            

                            PolygonTesselator.End_Contour();
                        
                    
                    PolygonTesselator.End_Polygon();
                    glEndList();
                    PolygonTesselator.TransferVerticies(layer[currentlayer].Shapes[i].OutPoints);
                    glGenBuffersARB(1,&layer[currentlayer].Shapes[i].VBOInt);
                    glBindBufferARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB,layer[currentlayer].Shapes[i].VBOInt);
                    glBufferDataARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB,sizeof(GLfloat) * layer[currentlayer].Shapes[i].OutPoints.size(),
                        &layer[currentlayer].Shapes[i].OutPoints[0], GL_STATIC_DRAW_ARB);

                    InvalidateRect(controls.MainGlFrame.framehWnd,NULL,false);
                
                else //run vbo
                
                    //glEnable(GL_TEXTURE_2D);
                    //glDisable(GL_TEXTURE_2D);
                    //glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName);
                    glColor4f(layer[currentlayer].Shapes[i].Color.r,
                    layer[currentlayer].Shapes[i].Color.g,
                    layer[currentlayer].Shapes[i].Color.b,
                    layer[currentlayer].Shapes[i].Color.a);
                    //glColor4f(1,1,1,1);

                    glBindBufferARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, layer[currentlayer].Shapes[i].VBOInt);     
                    //glCallList(layer[currentlayer].Shapes[i].DisplayListInt);
                    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
                    glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, 0);
                    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, layer[currentlayer].Shapes[i].OutPoints.size() / 2);

                    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
                    glBindBufferARB(GL_ARRAY_BUFFER_ARB, 0);
                

                glDisable(GL_TEXTURE_2D);
                //Draw outlines
                if(layer[currentlayer].Shapes[i].Outline.OutlinePoints.size() > 4)
                
                    glColor4f(layer[currentlayer].Shapes[i].Outline.OutlineColor.r
                        ,layer[currentlayer].Shapes[i].Outline.OutlineColor.g
                        ,layer[currentlayer].Shapes[i].Outline.OutlineColor.b
                        ,layer[currentlayer].Shapes[i].Outline.OutlineColor.a);
                

            
            PolygonTesselator.End();
        
    

    glPopMatrix();

    //end OGL code
    glFlush();
    SwapBuffers(hdc);

    glDisable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
    EndPaint(controls.MainGlContext.mhWnd,&ps);

为什么我的 CPU 使用率会这么高？

【问题讨论】：

获取分析器。它将立即回答您的问题。 vtune 可供试用：通过调用图抽样测试进行尝试，您将确切地看到 CPU 时间花费在哪里。

上面的代码sn-p已经被剪掉了。您可以编辑您的问题以包含缺少的代码（或至少描述那里的内容）吗？特别是，有一个 大约 18 行；是接近if 吗？一个循环？还有什么？

【参考方案1】：

第一段代码在什么条件下运行？里面有几行看起来很可疑：

glDeleteTextures(1,&texName);
texName = functions.CreateGradient(col,t,S,512,512,true);

如果您在每次绘画时都删除并重新创建纹理，那可能会很昂贵。我不能说 OpenGL 部件会有多昂贵——我希望上传纹理数据相当有效，即使删除和创建纹理名称可能不那么有效——但也许 CreateGradient 本身就很慢。或者，也许您不小心为您的显卡遇到了某种缓慢的路径。或者该函数正在创建所有 mipmap 级别。以此类推。

除此之外，还有一些随机的想法：

当前间隔是多少？如果缓冲区交换设置为与监视器同步，您可能会因此而产生延迟。 （您可以使用 WGL_EXT_swap_control 扩展来调整此值。）

如果所有这些都是为了响应 WM_PAINT 而运行的，请检查您是否因为某种原因没有收到意外的额外 WM_PAINT。

检查多边形 tesselator Init 和 End 函数没有做任何事情，因为它们每次都被调用，即使没有要进行的镶嵌。

【讨论】：

纹理只是一个测试，只运行一次。我修复了初始化和结束问题，我已经在使用 wgl_ext_swap_control，当我滚动时它会进行 wm 绘制。使用 2-3 个多边形，它的速度非常快，但添加更多多边形会成倍地慢，而且 NeHe 使用 2-3% 的 cpu 渲染 32k 多边形@60fps 所以我很困惑

【参考方案2】：

根据您提供的代码 sn-p，您（在某一时刻）有四层深度嵌套的循环。由于运行这些循环中的每一个的次数非常多，您可能会看到高 CPU 负载。你能告诉我们这些循环需要经过多少次迭代吗？

尝试在每次循环迭代中获取时间戳，并将其与之前的进行比较，以查看运行每个特定循环的一次迭代需要多长时间。这应该可以帮助您确定函数的哪一部分占用了大部分 CPU 时间。

【讨论】：

好吧，我删除了所有这些循环，仅清除和交换就可以让我达到大约 30%。

添加 Sleep(1) 解决了 SwapBuffers 问题，但形状仍然是瓶颈

您尝试使用多少种形状？如果调整形状的数量会发生什么？ CPU 使用率是否随形状的数量而变化？

它保持在 3-4% 左右，然后突然跃升至 30%，并且在大约 15 个形状之后再也不会回头。作为测试，我创建了 1 个大的 30,000 三角形，它滞后了很多，但 NeHe 得到了 32000 没有滞后。可能是因为这些是 2D 形状而我没有使用深度测试？

我建议计时运行第二个循环的一次迭代（循环遍历当前层中的所有形状）所需的时间。看看时间如何在 5/10/15/20 形状之间变化。当您看到 CPU 使用率达到峰值时，开始缩小范围，查看代码的循环和计时部分，看看哪个部分运行时间最长。