第22.4节 性能篇-分页数据调度

天下武功，唯快不破

最近网友问了关于点云、倾斜摄影数据的性能优化问题。本来想刀枪剑戟、斧钺勾叉给弄了，但是后来想性能其实是个系统问题，要在第22节分成数小节扎扎实实的讲一讲。

鸣谢

非常感谢王锐王大神的cookbook，我准备主要参考它里面关于性能的一章。也就是第8章。本节讲述性能优化的最基本的手段：共享结点。

本节资源

本文集包括本节所有资源包括模型代码都在此下载，按节的序号有文件或文件夹：

注意：务必使用浏览器打开：
链接：https://pan.baidu.com/s/13gwJLwo_LbRnN3Bl2NXXXw
提取码：xrf5

本节说明

1、随着倾斜摄影数据大行其道，由于其默认格式是osgb，OSG的分布调度加载机制也被人所关注。因此本文对分页数据调度涉及性能方面的几个设置进行测试和讲解。

接口说明

本节主要关注了3个影响性能接口的设置，以及也会对其它接口进行说明，先上对比图：

image.png

接口一：osg::DisplaySettings::instance()->setMaxTexturePoolSize(64000);

这个用来设置纹理池，这个值默认是0，也就是申请纹理时申请内存，释放纹理时，释放内存。这对osgb这种频繁申请和释放内存的情形来说是很不友好的。因此OSG允许使用这个接口设置一片内存，专门用来放纹理，申请时从这里申请，释放时也从这里释放，避免了频繁的free , malloc。单位是字节。使用该接口会固定的申请一片区域做纹理内存，影响自行评估了。

接口二：pager->setDoPreCompile(true);

分页调度（DatabasePager）是这样的，它会起一个线程，从硬盘中读取结点，读取完成后，再将其merge(融合）到渲染场景当中。比如这一片数据，你拉近它，它会请求它下一级的四片数据，是另起线程来请求的，请求完成之后就是osg里的node了，然而osg里的node要想渲染出来还要经过重要的一步，叫做compile，就是把其变成openGL的指令，这个compile的过程也很耗时。setDoPreCompile(true)就是在其merge(融合）到渲染场景之前就compile，这样还在读取的线程里，就不会占用渲染线程的时间，会保证帐率。但是其会耽误其merge到渲染线程的时间。按理来说这个设置是必须的，因为即便早点merge了，在渲染线程里一样花时间。所以这个设置是非常推荐的。

接口三：pager->setTargetMaximumNumberOfPageLOD(10);

我们经常发现，怎么我拉远了之后，有些瓦片看不见了，但是内存为什么没有释放呢？哈哈，释放内存OSG的分页调度也设计了一套机制，因为你拉远了万一马上你又拉回来了呢？那又要重新加，这不科学。因此DatabasePager也设置了一个池，这个池默认是300（显示的和不显示过期的加一起），也就是我会存300个结点不释放。假如你的机器内存不足，可以将其设置小一些，本例就是10。设置成10会导致IO（从磁盘中读取文件）频繁，因为有些结点不存在内存中了，看不见就释放了，马上再看见又要重新从硬盘读。这个值并不建议修改，默认300挺好的，除非机器内存有限，机器的内存足也可以设置的更大一些。

以上就是本节所描述的三个接口。下面的接口也非常重要，来进一步讲解：

接口四：osg::DisplaySettings::instance()->setNumOfDatabaseThreadsHint(4)和osg::DisplaySettings::instance()->getNumOfHttpDatabaseThreadsHint(2)

我们说了，分页调度下，当osg要在硬盘上请求数据的时候，是另起线程的，那么具体起多少线程，是由这两个函数来决定的，线程又分为两种，一种叫普通读取线程（默认值2），一种叫http读取线程（默认值1），一个对应本地硬盘，一个对应网络请求。假如我们嫌弃数据请求的慢，排队的数据太多，可以将这两个数值改大，要考虑网络带宽的影响。

本节所有代码，非常简单，倾斜摄影生成之后一般会有个描述文件all.desc，只需要加载这个里面规定的文件就可以实现全部加载了。我们可以看到需要加载很多文件，是因为里面有很多的小金字塔，也可以对这些小金字塔向上合并成一个文件，这样加载起来方便，对性能也有提升，我公司研究了这个东西，可以查看：极速倾斜摄影顶层合并工具：

/* -*-c++-*- OpenSceneGraph Cookbook
 * Chapter 8 Recipe 3
 * Author: Wang Rui 
*/

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

osg::Node* readOsgb()
{
    osg::Group* root = new osg::Group;

    //倾斜摄影数据不需要灯光，自带阴影，将其子结点灯光都使用OVERRIDE覆盖掉
    root->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF|osg::StateAttribute::OVERRIDE);

    //该场景文件在网盘中的公共数据中
    //链接：https://pan.baidu.com/s/13gwJLwo_LbRnN3Bl2NXXXw 
    //提取码：xrf5

    //直接读取all.desc中的文件序列就可以了
    std::ifstream is("./osgb/all.desc");
    if (!is)
    {
        std::cout << "找不到：" << "./osgb/all.desc" << std::endl;
        return root;
    }
    

    while (!is.eof())
    {
        std::string name;
        is >> name ;

        std::string preStr = "./osgb/";

        root->addChild(osgDB::readNodeFile(preStr+ name));
    }

    return root;
}

int main(int argc, char** argv)
{
    //单位是字节，默认值是0
    osg::DisplaySettings::instance()->setMaxTexturePoolSize(64000);

    osgViewer::Viewer viewer;
    
    viewer.setSceneData(readOsgb());
    viewer.addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler);

    osgDB::DatabasePager* pager = viewer.getDatabasePager();
    pager->setDoPreCompile(true);
    pager->setTargetMaximumNumberOfPageLOD(10);

    return viewer.run();
}