C++自研3D教程OPENGL版本---动态批处理的基本实现

又开始找工作了，借机休息出去旅行两个月，顺便利用这段时间整理下以前写的东西。
以下是一个简单的动态批处理实现：

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
#include <vector>// 顶点结构体
struct Vertex {float x, y, z; // 位置float r, g, b; // 颜色
};// 动态批处理类
class DynamicBatch {
public:DynamicBatch() {// 初始化 VAO 和 VBOglGenVertexArrays(1, &VAO);glGenBuffers(1, &VBO);glBindVertexArray(VAO);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);// 设置顶点属性指针glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, x));glEnableVertexAttribArray(0);glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, r));glEnableVertexAttribArray(1);glBindVertexArray(0);}~DynamicBatch() {glDeleteVertexArrays(1, &VAO);glDeleteBuffers(1, &VBO);}// 添加顶点数据void AddVertex(const Vertex& vertex) {vertices.push_back(vertex);}// 更新顶点缓冲区void UpdateBuffer() {glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertices.size() * sizeof(Vertex), vertices.data(), GL_DYNAMIC_DRAW);}// 渲染批处理void Render() {glBindVertexArray(VAO);glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, vertices.size());glBindVertexArray(0);}// 清空顶点数据void Clear() {vertices.clear();}private:GLuint VAO, VBO; // 顶点数组对象和顶点缓冲区对象std::vector<Vertex> vertices; // 顶点数据
};

// 顶点着色器

const char* vertexShaderSource = R"(
#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 aPos;
layout(location = 1) in vec3 aColor;
out vec3 ourColor;
void main() {gl_Position = vec4(aPos, 1.0);ourColor = aColor;
}
)";// 片段着色器
const char* fragmentShaderSource = R"(
#version 330 core
in vec3 ourColor;
out vec4 FragColor;
void main() {FragColor = vec4(ourColor, 1.0);
}
)";

// 编译着色器
GLuint CompileShader(GLenum type, const char* source) {GLuint shader = glCreateShader(type);glShaderSource(shader, 1, &source, nullptr);glCompileShader(shader);GLint success;glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &success);if (!success) {char infoLog[512];glGetShaderInfoLog(shader, 512, nullptr, infoLog);std::cerr << "Shader compilation failed: " << infoLog << std::endl;}return shader;
}// 链接着色器程序
GLuint CreateShaderProgram(const char* vertexSource, const char* fragmentSource) {GLuint vertexShader = CompileShader(GL_VERTEX_SHADER, vertexSource);GLuint fragmentShader = CompileShader(GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentSource);GLuint shaderProgram = glCreateProgram();glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);glLinkProgram(shaderProgram);GLint success;glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);if (!success) {char infoLog[512];glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, nullptr, infoLog);std::cerr << "Shader program linking failed: " << infoLog << std::endl;}glDeleteShader(vertexShader);glDeleteShader(fragmentShader);return shaderProgram;
}int main() {// 初始化 GLFWif (!glfwInit()) {std::cerr << "Failed to initialize GLFW" << std::endl;return -1;}// 创建窗口GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "Dynamic Batching Example", nullptr, nullptr);if (!window) {std::cerr << "Failed to create GLFW window" << std::endl;glfwTerminate();return -1;}glfwMakeContextCurrent(window);// 初始化 GLEWif (glewInit() != GLEW_OK) {std::cerr << "Failed to initialize GLEW" << std::endl;return -1;}// 创建着色器程序GLuint shaderProgram = CreateShaderProgram(vertexShaderSource, fragmentShaderSource);// 创建动态批处理对象DynamicBatch batch;// 主循环while (!glfwWindowShouldClose(window)) {glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);// 添加顶点数据batch.Clear();batch.AddVertex({-0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f});batch.AddVertex({0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f});batch.AddVertex({0.0f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f});// 更新缓冲区并渲染batch.UpdateBuffer();glUseProgram(shaderProgram);batch.Render();// 交换缓冲区glfwSwapBuffers(window);glfwPollEvents();}// 清理glDeleteProgram(shaderProgram);glfwTerminate();return 0;
}

代码说明
DynamicBatch 类：

负责管理顶点数据、更新顶点缓冲区和渲染。使用 std::vector 存储动态顶点数据。
通过 glBufferData 将顶点数据上传到 GPU。
顶点和片段着色器：简单的着色器，用于渲染带颜色的三角形。
主循环：每一帧清空批处理数据，添加新的顶点数据，更新缓冲区并渲染。
动态更新：使用 GL_DYNAMIC_DRAW 标志更新顶点缓冲区，适用于频繁变化的顶点数据。

运行结果
运行程序后，你会看到一个彩色的三角形。每一帧都会动态更新顶点数据并渲染。

优化建议
减少内存分配：
如果顶点数据频繁变化，可以预先分配足够的内存，避免频繁调用 glBufferData。
使用实例化渲染：
如果需要渲染大量相同对象，可以使用实例化渲染（Instanced Rendering）进一步优化性能。
多线程更新：
在多线程环境中，可以将顶点数据的更新和渲染分离到不同的线程中。
通过动态批处理，你可以有效地减少绘制调用，提高渲染性能，特别是在需要渲染大量小对象的场景中。