在 CPU 上计算矩阵占用了大部分帧时间

Question

我正在为一个简单的游戏编写一个简单的引擎，到目前为止，我喜欢我的小爱好项目，但游戏不断发展，现在一个场景中一次有大约 800 个游戏对象。

每个对象，就像在Unity中一样，都有一个变换组件，在组件初始化时计算变换矩阵。我开始注意到，对于 800 个对象，仅更新每个矩阵（例如，如果每个对象都已移动）就需要 5.4 毫秒，而无需任何其他组件或其他任何东西。

我使用 GLKit 数学库，出于某种原因，它比使用本机 simd 类型更快。使用 simd 类型使计算时间增加三倍

这是运行它的一段代码

    let Translation : GLKMatrix4 = GLKMatrix4MakeTranslation(position.x, position.y, position.z)
    let Scale : GLKMatrix4 = GLKMatrix4MakeScale(scale.x, scale.y, scale.z)
    let Rotation : GLKMatrix4 = GLKMatrix4MakeRotationFromEulerVector(rotation)
    
    //Produce model matrix
    let SRT = GLKMatrix4Multiply(Translation, GLKMatrix4Multiply(Rotation, Scale))

问题：我正在寻找一种优化方法，以便我可以使用更多游戏对象。并在我的对象上使用更多组件

Answer 1

您的程序中可能存在多个瓶颈。

优化您的框架依赖性以尽可能避免停顿，例如通过在 CPU 上预先计算帧数据。 This 是学习此技术的好资源。
确保所有矩阵都存储在一个从顶点阶段索引的 MTLBuffer 中
在 Apple 芯片上 iOS 使用 MTLResourceStorageModeShared
如果你真的想扩展到数万个对象，那么在计算着色器中计算你的矩阵以将它们存储在 MTLBuffer 中。然后，使用间接渲染发出绘制调用。
一般来说，了解一下AZDO。

了解计算着色器：https://developer.apple.com/documentation/metal/basic_tasks_and_concepts/performing_calculations_on_a_gpu

了解间接渲染： https://developer.apple.com/documentation/metal/indirect_command_buffers

在 CPU 上计算矩阵占用了大部分帧时间

Calculating matrices on CPU takes up most of the frame time

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