在 openGL 中，模型坐标应该在我的 CPU 上还是通过 OpenGL 调用在 GPU 上计算？

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 openGL 中，模型坐标应该在我的 CPU 上还是通过 OpenGL 调用在 GPU 上计算？

【英文标题】：In openGL should model coordinates be calculated on my CPU or on the GPU with OpenGL calls?

【发布时间】：2017-08-10 21:30:44

【问题描述】：

我目前正在尝试了解 openGL。我对矩阵转换背后的数学有很好的理解。 所以我想编写一个小型 3D 应用程序，我可以在其中渲染很多很多顶点。会有不同的对象，每个对象都有自己的一组顶点和世界坐标。

要获得我的顶点的实际坐标，我需要将它们乘以与我的对象的位置/旋转相对应的变换矩阵。

这是我的问题，我不明白在 OpenGL 中如何通过 GPU 对所有这些顶点进行这些转换。根据我的理解，它会快得多，但我似乎不明白该怎么做。

或者我应该使用 CPU 计算每个坐标并使用 openGL 绘制转换后的顶点？

【问题讨论】：

通常情况下，您为 OpenGL 提供矩阵（在 CPU 上相乘），OpenGL 将处理通过这些矩阵（模型、视图、投影）放置顶点，因此它们最终位于屏幕空间中（我相信这是在 GPU 上完成的）。您可以在着色器（也在 GPU 上）中进行顶点 MVP 乘法以获得更多控制。我没有给出这个答案，因为我不知道它是如何完成的。

【参考方案1】：

有几种不同的方法可以解决这个问题，具体取决于您的具体情况。

人们使用的主要绘图模型如下所示：（我不打算检查确切的语法，但我很确定这是正确的）

//Host Code, draw loop
for(Drawable_Object const& object : objects) 
    glm::mat4 mvp;
    glm::projection = /*...*/;
    glm::view = /*...*/;
    glm::model = glm::translate(glm::mat4(1), object.position);//position might be vec3 or vec4
    mvp = projection * view * model;
    glUniformMatrix1fv(glGetUniformLocation(program, "mvp"), 1, false, glm::value_ptr(mvp));
    object.draw();//glDrawArrays, glDrawElements, etc...


//GLSL Vertex Shader
layout(location=0) in vec3 vertex;
uniform mat4 mvp;
/*...*/

void main() 
    gl_Position = mvp * vec4(vertex, 1);
    /*...*/

在此模型中，矩阵在主机上计算，然后应用到 GPU。这最大限度地减少了需要在 CPUGPU 总线上传递的数据量（虽然通常不是图形的限制，但需要牢记），并且是在读取/解析代码方面通常是最干净的。

您可以使用多种其他技术（并且，如果您进行实例化渲染，必须使用），但对于大多数应用程序，没有必要以任何重大方式偏离此模型.

【讨论】：

好吧，我想我高度误解了着色器的使用。在这种情况下，您有着色器，因此 GPU 上的程序将应用于顶点，并作为参数给他变换矩阵。所以它会将此变换应用于它遇到的所有顶点正确吗？

@florentt 是的。我建议您找到比您正在使用的更好的 OpenGL 教程。我推荐this one。