OpenGL学习-高级OpenGL-实例化
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简述：
glDrawArraysInstanced和glDrawElementsInstanced：
gl_InstanceID：
实例化数组：
示例：
实例化渲染示例：
顶点着色器：
设置为实例化数组：
调用glDrawElementsInstanced绘制：
效果展示：
学习链接：
简述：
如果我们想以前一样渲染几千个物体，调用几千个渲染函数会极大的影响性能。
与绘制顶点本身相比，使用glDrawArrays或glDrawElements函数告诉GPU去绘制你的顶点数据会消耗更多的性能，因为OpenGL在绘制顶点数据之前需要做很多准备工作（比如告诉GPU该从哪个缓冲读取数据，从哪寻找顶点属性，而且这些都是在相对缓慢的CPU到GPU总线(CPU to GPU Bus)上进行的）。所以，即便渲染顶点非常快，命令GPU去渲染却未必。
如果我们能够将数据一次性发送给GPU，然后使用一个绘制函数让OpenGL利用这些数据绘制多个物体，就会更方便了。这就是实例化(Instancing)。
实例化这项技术能够让我们使用一个渲染调用来绘制多个物体，来节省每次绘制物体时CPU -> GPU的通信，它只需要一次即可。
glDrawArraysInstanced和glDrawElementsInstanced：
如果想使用实例化渲染，我们只需要将glDrawArrays和glDrawElements的渲染调用分别改为glDrawArraysInstanced和glDrawElementsInstanced就可以了。这些渲染函数的实例化版本需要一个额外的参数，叫做实例数量(Instance Count)，它能够设置我们需要渲染的实例个数。
gl_InstanceID：
并且GLSL在顶点着色器中嵌入了另一个内建变量，gl_InstanceID。在使用实例化渲染调用时，gl_InstanceID会从0开始，在每个实例被渲染时递增1。比如说，我们正在渲染第43个实例，那么顶点着色器中它的gl_InstanceID将会是42。
实例化数组：
如果我们要渲染远超过100个实例的时候（这其实非常普遍），我们最终会超过最大能够发送至着色器的uniform数据大小上限。它的一个代替方案是实例化数组(Instanced Array)，它被定义为一个顶点属性（能够让我们储存更多的数据），仅在顶点着色器渲染一个新的实例时才会更新。
使用顶点属性时，顶点着色器的每次运行都会让GLSL获取新一组适用于当前顶点的属性。而当我们将顶点属性定义为一个实例化数组时，顶点着色器就只需要对每个实例，而不是每个顶点，更新顶点属性的内容了。这允许我们对逐顶点的数据使用普通的顶点属性，而对逐实例的数据使用实例化数组。
示例：
我们先生成buffer，把顶点数据绑上
然后启用location=2的顶点属性
glVertexAttribDivisor的含义是告诉了OpenGL该什么时候更新顶点属性的内容至新一组数据。它的第一个参数是需要的顶点属性，第二个参数是属性除数(Attribute Divisor)。默认情况下，属性除数是0，告诉OpenGL我们需要在顶点着色器的每次迭代时更新顶点属性。将它设置为1时，我们告诉OpenGL我们希望在渲染一个新实例的时候更新顶点属性。而设置为2时，我们希望每2个实例更新一次属性，以此类推。
实例化渲染示例：
顶点着色器：
#version330 core
layout (location =0) invec3 aPos;
layout (location =2) invec2 aTexCoords;
layout (location =3) inmat4 aInstanceMatrix;
outvec2 TexCoords;
uniformmat4 projection;
uniformmat4 view;
void main()
{
TexCoords = aTexCoords;
gl_Position = projection * view * aInstanceMatrix *vec4(aPos, 1.0f);
}
顶点属性最大允许的数据大小等于一个vec4。因为一个mat4本质上是4个vec4，我们需要为这个矩阵预留4个顶点属性。因为我们将它的位置值设置为3，矩阵每一列的顶点属性位置值就是3、4、5和6。
设置为实例化数组：
// 顶点缓冲对象
unsigned intbuffer;
glGenBuffers(1, &buffer);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, buffer);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, amount * sizeof(glm::mat4), &modelMatrices[0], GL_STATIC_DRAW);
for(unsigned int i =0; i < rock.meshes.size(); i++)
{
unsigned int VAO = rock.meshes[i].VAO;
glBindVertexArray(VAO);
// 顶点属性
GLsizei vec4Size = sizeof(glm::vec4);
glEnableVertexAttribArray(3);
glVertexAttribPointer(3, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4* vec4Size, (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(4);
glVertexAttribPointer(4, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4* vec4Size, (void*)(vec4Size));
glEnableVertexAttribArray(5);
glVertexAttribPointer(5, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4* vec4Size, (void*)(2* vec4Size));
glEnableVertexAttribArray(6);
glVertexAttribPointer(6, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4* vec4Size, (void*)(3* vec4Size));
glVertexAttribDivisor(3, 1);
glVertexAttribDivisor(4, 1);
glVertexAttribDivisor(5, 1);
glVertexAttribDivisor(6, 1);
glBindVertexArray(0);
}
注意这里我们将Mesh的VAO从私有变量改为了公有变量，让我们能够访问它的顶点数组对象。这并不是最好的解决方案，只是为了配合本小节的一个简单的改动。除此之外代码就应该很清楚了。我们告诉了OpenGL应该如何解释每个缓冲顶点属性的缓冲，并且告诉它这些顶点属性是实例化数组。
调用glDrawElementsInstanced绘制：
// 绘制小行星
instanceShader.use();
for(unsigned int i =0; i < rock.meshes.size(); i++)
{
glBindVertexArray(rock.meshes[i].VAO);
glDrawElementsInstanced(
GL_TRIANGLES, rock.meshes[i].indices.size(), GL_UNSIGNED_INT, 0, amount
);
}
效果展示：
（这里和前面模板测试和深度测试的东西没改
简单算了一些帧率，就算在有io的情况(这个输入输出在我以前做大文件处理的时候把我坑死了)下，帧率还是很稳定的
实例化还是很棒的，可以用于渲染草、植被、粒子，以及重复的东西
学习链接：
1.实例化 - LearnOpenGL CN