C++ グラフィックス プログラミングのパフォーマンス向上のヒント

メモリ割り当てを最適化: 動的なメモリ割り当てを回避し、メモリ プールとキャッシュ データを使用します。マルチスレッドを使用する: コンピューティング タスクを複数のスレッドに分散して並列性を高めます。レンダリング プロセスを最適化します。GPU シェーダーを使用して、バッチ レンダー呼び出し、非表示のオブジェクトのカリングを行います。実際のケース: VAO と VBO を使用して三角形レンダリング コードを最適化し、glBegin() と glEnd() への各呼び出しのオーバーヘッドを回避し、読み込み効率を向上させます。

C++ グラフィックス プログラミングのパフォーマンス向上のヒント

はじめに

グラフィックス プログラミングでは、パフォーマンスが非常に重要です。アニメーションの遅延やフレーム レートの低下により、ユーザー エクスペリエンスが台無しになる可能性があります。この記事では、C++ グラフィックス プログラミングのパフォーマンスを向上させるための実践的なヒントをいくつか紹介します。

1. メモリ割り当てを最適化します

• 複数の割り当てと解放によるオーバーヘッドを避けるために、頻繁に使用されるオブジェクトの割り当てと解放にメモリ プールを使用します。
• 動的メモリ割り当て (例: new) は、スタック割り当てを使用するよりも遅いため、避けてください。 new），因为它比使用栈分配慢。

2. 缓存数据

• 缓存经常读取的数据，避免重复访问内存。
• 使用 const 关键字声明不会更改的对象，编译器可以优化对它们的访问。

const std::vector<Vertex> vertices = ...;

3. 使用多线程

• 将计算密集型任务分配给多个线程，提高并行度。
• 使用现代 C++ 标准中的线程类（std::thread）。

std::vector<std::thread> threads;
for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
  threads.push_back(std::thread(&Worker, this, i));
}

4. 优化渲染过程

• 批处理渲染调用：聚合多个渲染调用到一个批次中。
• 剔除：剔除不可见或距摄像机太远的对象。
• 使用 GPU 着色器：将复杂的计算移至 GPU，提高处理速度。

5. 使用工具和库

• 分析工具：例如 Visual Studio 的性能分析器，可用于识别性能瓶颈。
• 图形库：例如 DirectX、OpenGL 或 Vulkan，提供了性能优化的图形 API。

实战案例

让我们应用这些技巧优化一个简单的三角形渲染程序。

原始代码：

void RenderTriangle() {
  for (int i = 0; i < num_triangles; i++) {
    glBegin(GL_TRIANGLES);
    glVertex3f(vertices[3 * i], vertices[3 * i + 1], vertices[3 * i + 2]);
    glVertex3f(vertices[3 * i + 3], vertices[3 * i + 4], vertices[3 * i + 5]);
    glVertex3f(vertices[3 * i + 6], vertices[3 * i + 7], vertices[3 * i + 8]);
    glEnd();
  }
}

优化后的代码：

void RenderTriangle() {
  static const GLuint vao = ...;
  static const GLuint vbo = ...;

  glBindVertexArray(vao);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
  glEnableVertexAttribArray(0);
  glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), reinterpret_cast<void*>(0));
  glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, num_triangles * 3);
}

通过使用顶点数组对象 (VAO) 和顶点缓冲对象 (VBO)，我们可以避免繁重的每次调用 glBegin() 和 glEnd() 的开销。此外，glBufferData()

🎜2. データをキャッシュする 🎜🎜🎜🎜メモリへの繰り返しのアクセスを避けるために、頻繁に読み取られるデータをキャッシュします。 🎜🎜 const キーワードを使用して、変更されないオブジェクトを宣言すると、コンパイラーはオブジェクトへのアクセスを最適化できます。 🎜rrreee🎜🎜3. マルチスレッド🎜🎜🎜🎜 を使用して、計算負荷の高いタスクを複数のスレッドに分散し、並列性を高めます。 🎜🎜最新の C++ 標準 (std::thread) のスレッド クラスを使用します。 🎜rrreee🎜🎜4. レンダリング プロセスを最適化します🎜🎜🎜🎜🎜バッチ レンダリング呼び出し: 🎜複数のレンダリング呼び出しを 1 つのバッチに集約します。 🎜🎜🎜カリング: 🎜目に見えないオブジェクト、またはカメラから遠すぎるオブジェクトをカリングします。 🎜🎜🎜GPU シェーダーを使用する: 🎜複雑な計算を GPU に移動して、処理速度を向上させます。 🎜🎜🎜5. ツールとライブラリを使用する🎜🎜🎜🎜🎜プロファイリング ツール: パフォーマンスのボトルネックを特定するために使用できる Visual Studio のパフォーマンス アナライザーなど。 🎜🎜🎜グラフィック ライブラリ: 🎜DirectX、OpenGL、Vulkan など。パフォーマンスが最適化されたグラフィック API を提供します。 🎜🎜🎜実際のケース 🎜🎜🎜これらのテクニックを適用して、単純な三角形レンダリング プログラムを最適化してみましょう。 🎜🎜元のコード: 🎜rrreee🎜最適化されたコード: 🎜rrreee🎜 Vertex Array Object (VAO) と Vertex Buffer Object (VBO) を使用することで、glBegin() や、 glEnd() のオーバーヘッド。さらに、glBufferData() を使用すると、頂点データ全体を一度に GPU にロードできるため、レンダリング効率が向上します。 🎜

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