在 SceneKit 中加速渲染

Posted 2023-03-16

【中文标题】在 SceneKit 中加速渲染

【英文标题】：Speeding up rendering in SceneKit

【发布时间】：2016-02-09 14:13:48

【问题描述】：

所以，我使用 SceneKit 来渲染一组参数表面（它们的总和构成一个对象）。为了将这些放在屏幕上，我通过对点进行采样并创建三角形来创建自定义几何图形。这是我如何做的快速概览。

Loop through the collection of surfaces
    Generate a random color C
    For each surface calculate a grid of N x N points (both positions and normals)
    Assign all vertexes for that surface the color C
    Add groups of 3 vertexes from this surface to the face index list

这似乎奏效了。获得所有这些数据后，我将其制成适当的结构（SCNGeometrySource 和 SCNGeometryElement）并像这样制作 SCNGeometry

SCNGeometry(sources: [vertexSource, normalSource, colorSource], elements: [element])

这可以作为一个单一的几何元素在屏幕上很好地显示我的表面。我的问题是，我正在尝试处理一些非常复杂的对象，并且在查看对象时移动相机的速度非常慢。渲染大约需要 500 毫秒。这让我的帧速率和体验很糟糕。

所以问题是，我可以采取哪些步骤来加快 SceneKit 的性能？我使用具有相同数据量的 Three.js 使用 WebGL 完成了同样的项目，并且能够很好地使用轨道摄像机，所以我不敢相信场景套件至少无法与之竞争。我可以调整和关闭哪些功能以提高性能？我使用的是三角形基本类型，轨道摄像机使用allowCameraControl = true，SCNView使用metal。

对于那些好奇的人，我正在努力研究的模型为面生成了 231,900 个顶点和 347,850 个索引（11.1312 MB 的顶点数据（位置和法线）和 1.3914 MB 的面数据（基本上只是顶点的索引位置，以便用于三角形）。 ))

【问题讨论】：

在 iPad 3 或更早版本上，这已接近顶点限制。再加上你用尽的填充率，你可能会很难达到 60fps，但应该不会太远。 500ms确实不正常。

我的旧 4s 过去常常以 20fps 左右的速度处理这些数字。您的伪代码看起来不错，这就是我生成几何图形的方式。在不同的时间里，我会弄乱索引，导致屏幕上的多面混乱。这真的会影响帧率，我把它归结为片段着色器必须做更多的工作。我会仔细检查网格，也许让它半透明并打开线框svnView.debugOptions = .ShowWireframe。

如何手动更改填充率？

您可以通过应用完全透明的材质来完全“禁用”过滤，这样您就可以将几何图形的成本与材质渲染隔离开来。甚至“空”材料也可能导致这种情况。我不完全确定......但应该有一种方法可以在没有任何纹理/皮肤/材料的情况下测试几何性能。

【参考方案1】：

1）如果您“站在”生成表面的中心，那么您的问题可能是您在屏幕外绘制了很多（没有截锥体剔除）并且您需要将您的表面（单个节点）拆分为子表面（子节点），所以只绘制在相机视图空间中可见的节点。

话虽如此，231,900 个顶点确实不多，我在 OSX 上使用 SceneKit Metal 渲染器（比使用 OpenGL 渲染器快 20%）以 60fps 的速度绘制了几百万个顶点。

2) 如果您从远处观察表面并且性能不佳，请检查您在创建 SCNGeometrySource 时喂食的 bytesPerComponent: 数量。在 GeForce GTX 上使用 CGFloat（双精度）而不是普通浮点时，我的性能大幅下降（而在集成英特尔显卡上还可以）。