OpenGL - 着色器是否完成了动画？

Question

我开始学习OpenGL，并学习了如何使用Vertex和Fragment着色器显示数字和内容。 我创造了一个（非常）风格化的男人，现在我想让它移动他的胳膊和腿。 问题是：我应该更改VBO中的顶点数据，直接在main中调用的定时器函数（正如我所做的那样），还是应该在顶点着色器中完成的工作，而不接触顶点数据？

我想答案是第一个，但我觉得它过载CPU，而不是使GPU工作。

Answer 1

两种方式都可以正常工作：如果您的目标是更多地利用GPU，那么在顶点着色器中进行转换，否则您可以使用CPU。 但请记住，如果检查碰撞，则需要CPU侧的数据....

在本质上：

在GPU上进行操作意味着您只需要发送一次网格数据，然后您可以发送矩阵变换以对其进行变形或动画处理。 这是理想的，因为它大大降低了CPU-> GPU之间数据传输的带宽。 它也可能意味着您只需将网格的一个副本上传到GPU并对网格的许多不同实例应用变换以实现不同但相似的模型（即，发送到GPU的熊网格可以实现规模* 2比例* 1和Daddy bear，Mummy bear和Baby bear的比例* 0.5，然后发送一个Goldilocks网格，现在你有2个网格在内存中获得4个不同的模型）。

然而，转换的网格在CPU端不能立即可用，因此网格完美的碰撞检测将更加密集。

在CPU上进行动画制作意味着您可以访问转换后的网格，主要需要注意的是，每个帧和每个实例必须将整个网格上传到GPU：CPU和GPU两侧使用的工作量更多，数据更多，内存更多。

CPU优势

• 当前准确的网格可随时用于您需要的任何目的。

CPU缺点

• CPU和GPU之间的大量数据传输：每个模型每帧实例一次传输

GPU优势：

• 上传较少的网格数据（如果您只需要一个模型的变体，则一次）
• 以快速并行化的方式转换单个实例
• CPU-> GPU带宽最小化：只需要发送转换
• GPU是并行化的，可以比CPU更有效地处理网格数据

GPU缺点

• 网格不适合网格完美的碰撞检测

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缓解将GPU数据传输回CPU的开销：

利用边界框（根据您的喜好对齐轴或非轴对齐）：这允许小数据集在CPU侧表示模型（每个框8个点，而不是每个网格数百万个点）。 如果边界框碰撞，则从GPU - > CPU传输网格并进行精细计算以获得精确网格到网格碰撞检测。 这为两个世界提供了最好的开销。

由于GPU的性能可能比处理网格时的CPU高几十，几百甚至几千倍，因此很快就会明白为什么在这个区域尽可能多地进行高性能编码。

希望这可以帮助：）

Answer 2

根据平台和OpenGL版本，您可以通过直接更改顶点缓冲区中的数据（软件动画）或通过将顶点组与相应的动画矩阵（硬件动画）相关联来执行动画。

如果您选择第二种方法（建议尽可能使用），您可以将这些矩阵中的一个或多个作为制服发送到顶点着色器，也可以为每个矩阵关联一些“权重”因子。

请记住，当您拥有非常多的顶点并且硬件动画几乎是免费的时，软件动画会使CPU过载，您只需将顶点与正确的矩阵相乘，而不是在着色器中使用模型 - 视图 - 投影。 此外，GPU还针对数学运算进行了高度优化，与CPU相比速度非常快。