OpenGL错误和性能Tips


1. 接口使用不当

1）GLES中的glAAx 形式的接口使用，glTranslatex，glRotatex，glScalex等函数。

float posx = 100.0f, posy = 100.0f, posz = 100.0f;
glTranslatef(posx, posy, posz);
//等价于
int fpX = (int)(posx * 65536), fpY = (int)(posy * 65536), fpZ = (int)(posz * 65536);
glTranslatex(fpX, fpY, fpZ);

2. GLEnum使用不当

1）离线渲染框架中，通过帧缓存测试绘制任意凹凸多边形，framebuffer中设置帧缓冲区很隐晦：
错误做法：为深度缓冲区创建一个GL_DEPTH_COMPONENT24格式的RenderBuffer；为模板缓冲区创建一个GL_STENCIL_INDEX格式的RenderBuffer。
正确做法：模板、深度 共用一个RenderBuffer，而且格式是GL_DEPTH24_STENCIL8。具体参见：
2）获取模型视图矩阵用GL_MODELVIEW_MATRIX而不是GL_MODELVIEW，获取投影视图矩阵用GL_PROJECTION_MATRIX而不是GL_PROJECTION； 涂点用GL_POINTS而不是 GL_POINT；画线用GL_LINES而不是GL_LINE。GL_POINT、GL_LINE、GL_FILL 用来指定多边形填充模式。 BTW：Android中比较怪，java层gles1.0没法直接查询变量的值，native层gl.h可以。java层GL10中没有查询数据的GLenum和接口函数，GL11中有；android-ndk-r7c\platforms\android-8\arch-x86\usr\include\GLES\gl.h 比较全面。  

3. 隐晦的逻辑问题

1）绘制过程开启了GL_CULL_FACE，建模过程中三角形顶点顺序为CW导致绘制无结果。默认是GL_CCW 调试方法：修改多边形填充模式GL_LINE确认图形轮廓线是否绘制成功；或者禁掉背面剔除：glDisable(GL_CULL_FACE)；
解决方法：glFrontFace( GL_CW / GL_CCW )修改默认配置。
2）关闭深度测试，导致混合失效？？ http://stackoverflow.com/questions/3773353/opengl-blend-problem   3）深度缓冲区溢出 Android GLSurfaceView默认采用16bit的深度缓冲区，精度在0-65536，参见：

    public void setRenderer(Renderer renderer) {
        checkRenderThreadState();
        if (mEGLConfigChooser == null) {  // here
            mEGLConfigChooser = new SimpleEGLConfigChooser(true);
        }
        if (mEGLContextFactory == null) {
            mEGLContextFactory = new DefaultContextFactory();
        }
        if (mEGLWindowSurfaceFactory == null) {
            mEGLWindowSurfaceFactory = new DefaultWindowSurfaceFactory();
        }
        mGLThread = new GLThread(renderer);
        mGLThread.start();
    }
 
 /**
    * This class will choose a RGB_565 surface with
    * or without a depth buffer.
    *
    */
    private class SimpleEGLConfigChooser extends ComponentSizeChooser {
        public SimpleEGLConfigChooser(boolean withDepthBuffer) {
            super(5, 6, 5, 0, withDepthBuffer ? 16 : 0, 0);
        }
    }

4）android中不同资源目录导致纹理资源被隐式修改：2幂次的纹理放在drawable目录下，在高分屏android机器上从drawable中加载纹理资源后进行1.2倍隐式扩充，导致纹理不再是2的幂次。

4. gl状态

1）上次适配AntTweakBar GLES时，它库中EndDraw函数结束绘制时将当前矩阵堆栈设为TEXTURE_MATRIX，下次进入渲染函数时在BeginDraw中各种尝试修改模型视图失效实际修改的都是纹理矩阵，glGetError返回也为0。

2）批量绘制地图上路网数据， 阈值达到一定程度，随机性crash！
调试：glVertexPointer上传顶点，禁掉VertexArray,ColorArray,TextureArray后调用glDrawElements不会crash，说明问题出在上面这三个状态设置，进一步检查发现上传顶点中只有位置和颜色，但是GL_TEXTURE_ARRAY没有禁掉。所以才会出现随机性crash。  

5. 性能Tips

1）纹理打包，避免使用小纹理；可以一定程度实现批处理。
TextureAtlas思想，一系列Icon静态打包到一个资源中，通过纹理坐标索引不同的资源。纹理烘焙思想。
2）避免纹理动态申请、释放，地图渲染中涉及大量的瓦片，而且他们的格式和尺寸都一致。旧做法：glTexImage2D创建纹理，淘汰瓦片时glDeleteTextures删除瓦片纹理。改进后的做法：淘汰瓦片时glTexSubImage2D用新的瓦片内容替换就瓦片显存内容。 3）顶点数据批量上传，batch batch batch，尽可能减少opengl 函数调用次数，draw calls 需求：100个item缩放动画

// 所有item同步做动画
glScale(scalex, scaley, scalez);
batch_draw_100_itmes();

// 不同步动画

// V1 通过opengl做动画
for (int cursor = 0; cursor < 100; cursor++)
{
 glScale3fv(items[cursor].scaleVar);
 items[cursor].single_draw_item();
}
 
// V2 CPU对顶点进行计算，然后批量绘制
for (int cursor = 0; cursor < 100; cursor++)
{
 cpu_scale_vertices(items[cursor].scaleVar); 
}
batch_draw_100_items();

当每个item动画个异步执行时，V1的实现item缩放过度依赖于opengl，而且没法实现批处理！ V2牺牲点CPU计算性能换来GPU的批量绘制。

改进：cpu_scale_vertices操作可以单独在update线程中执行， batch_draw_100_items在GL绘制线程中。 4）一帧绘制中，FBO不能切换过频繁。做路况渲染中，为每个256*256的瓦片建立一个FBO，FBO直接与纹理关联；每帧可能绘制3-5个瓦片，即进行3-5次FBO切换。实测发现FBO切换开销远大于数据上传OpenGL的开销。 5）一些非常耗性能操作：
通过glReadPixels获取帧缓存区内容，导致GPU中断，效率非常低。网上有一种PBO异步方式获取帧缓存的做法效率不错，适合PC。
通过glCopyTexImage2D将帧缓区内容拷内到纹理，会导致渲染中断，如下图十分耗时。替代做法：将纹理与FBO绑定，直接渲染到纹理，RTT。
大纹理切换开销也十分大，手机端一般别超过1024*1024，不同手机支持纹理最大尺寸可以通过接口查询。

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