将 open gl 与应用程序代码同步

Posted 2023-02-22

【中文标题】将 open gl 与应用程序代码同步

【英文标题】：Syncing open gl with application code

【发布时间】：2015-01-02 13:27:34

【问题描述】：

我正在使用 c/c++ (NDK) 在 android 上使用 open gl es 2.0 制作这个游戏

作为游戏中最重要的东西，我为游戏循环制定了两个方案！

方案一串行方案：

步骤 a。 游戏读取输入并更新状态和物理

步骤 b. 步骤 a 完成后，它使用步骤 a 中的数据集绘制图形

方案2并行方案：

步骤 a。 一个线程（线程 A）不断读取输入并不断更新游戏状态和物理

步骤 b. 另一个线程（线程 B）使用 open GL 绘制调用从线程 A 生成的数据中绘制（最大设置 fps）

问题 方案一：

方案 1 的问题是我不知道在场景中有很多对象的情况下会发生什么，因此 GPU 中的实际绘制操作（不是 GL api 调用）花费的时间比预期的帧时间长（比如 1/60 秒）。

由于大多数 openGL Api 调用立即返回，这可能会导致可以绘制下一帧的错觉，而实际上最后一帧绘制仍在进行中，而循环发出下一帧绘制调用。

因此，绘图调用会堆积起来并可能达到限制。在那个极限会发生什么？它会阻止进一步的 api 调用或只是放弃调用或其他什么？

方案二：

在方案 2 中，问题类似。当您发出绘图调用时，您必须使输入/更新线程进入睡眠状态，以便游戏状态在绘图过程中不会改变。那么当你的绘图操作比计算的帧延迟长时，你将如何实现丢帧，因为绘图调用将立即返回？

编辑：this official page 上有很多“可能”“应该”和“大多数”这样的人怎么能确定什么？

看起来，openGL 规范根本没有关于如何利用并行处理或线程进行同步的独立于平台或实现的指南！他们怎么能错过呢？

【问题讨论】：

许多 OpenGL 会立即返回，但不是全部。至少 SwapBuffers 会等到所有之前调度的命令都执行完毕，从而几乎不可能溢出命令缓冲区。即使您调用更多的 OpenGL 命令然后可以将其存储在一帧内，但在大多数 OpenGL 实现中您不会注意到这一点，因为它们只会等待下一个命令可以添加到命令缓冲区。

某些命令可能会阻止某些驱动程序，而不会阻止其他驱动程序或硬件

在标准中明确规定了哪些函数在什么情况下会阻塞。 glFinish 必须阻塞直到命令缓冲区为空。从 GPU 检索数据的所有命令也必须阻塞。在这篇文章中阅读有关OpenGL synchronisation 的更多信息。根据我的经验（也通过评论here 确认） eglSwapBuffer 是 android 中的阻塞调用。

"至少 SwapBuffers 会等到所有之前调度的命令都执行完" NO！根据打开的gl页面“交换默认帧缓冲区上的前后缓冲区可能导致某种形式的同步”，所以没有保证

在 android 中确实如此（至少根据我的经验和上一篇文章的评论之一）。不信就试试看。

【参考方案1】：

从 GPU 执行的角度来看，您的两种设置本质上是等效的。正如其他 cmets 建议的那样，如果命令缓冲区过载（例如，您发出了太多状态更改操作），驱动程序可能（必须）停止执行 GL 命令。这高度依赖于驱动程序的实现，并且很难预先确定何时会发生这些停顿，因为您不知道驱动程序对命令缓冲区的实现。您必须仅依靠这种情况，并且对您隐藏实施细节。

如果您高度关注 CPU/GPU 同步，您可以使用 glFenceSync + glClientWaitFence (https://www.khronos.org/opengles/sdk/docs/man3/html/glFenceSync.xhtml) 来确定 GPU 何时完成处理 GPU 命令直到插入围栏的点，并且（可能) 等到这些命令完成。例如，如果前第 N 帧的栅栏尚未完成，您可以停止 CPU。通常，在您描述的情况下，这不是必需的，它通常仅用于 CPU 和 GPU 对同一资源的非同步访问（例如使用 glMapBufferRange + GL_MAP_UNSYNCHRONIZED_BIT）的情况。