iOS 中OpenGL ES 优化笔记 1

1，避免同步和Flushing操作

OpenGL ES的命令执行通常是在command buffer中积累一定量的命令后，再做批处理执行，这样效率会更高；但是一些OpenGL ES命令必须flush command buffer，也有需要同时flush和阻塞直到命令执行完毕，过度调用这类函数会严重影响性能。

glFlush 发送命令buffer到图形硬件，一直阻塞直到提交到图形硬件，但是不用等到命令执行，提交完成即可。
glFinish，glReadPixels 不仅flush命令到图形硬件，而且阻塞直到所有提交的命令执行完成。
command buffer满了会自动执行flush。

通常在OpenGL ES中两种情况下，调用glFlush 或者 glFinish：
1，App进入后台，此时在GPU运行命令会崩溃；
2，在不同的contexts中共享OpenGL ES objects（比如VBO或textures）需要调用glFlush来使得在不同的context中使用。

2，避免过度调用Query OpenGL ES 查询状态的函数，glGet*()之类的。

像glGetError()，需要检索任何状态变量之前执行以前的命令，这种同步机制迫使图形硬件与CPU同步运行，减少图形硬件并行执行的可能性。
通常我们会执行像glCheckFramebufferStatus，glGetProgramInfoLog，glValidateProgram等等，来查询相关状态是否合法，GPUImage就是这么做的。

3，用OpenGL ES来管理资源，像顶点，纹理坐标，法线等数据

很多数据都可以直接存储在OpenGL ES rendering context中，OpenGL ES实现可以将数据转换成最适合图形硬件的格式，一次来提升性能；比如说一些不常改变的数据，可以通过在GPU申请专用内存存储（像VBO），比如：

 glGenBuffers(, &staticBuffer);

 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, staticBuffer);

 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(staticVertexData), staticVertexData, GL_STATIC_DRAW); //GL_STATIC_DRAW 就是hint，还有常变动的数据使用GL_DYNAMIC_DRAW或GL_STREAM_DRAW，在OpenGL ES中后两者等价的

4，使用双缓冲来避免资源冲突

当CPU和GPU同时访问OpenGL ES对象时，比如其中一个CPU想改变一个正在被GPU使用的对象数据，会阻塞直到没有再被使用；一旦修改开始，另一个想要访问就必须直到修改完成。都是同步操作；

比如说从CPU传输texture object到GPU，可以显式地创建两个相同大小的对象；下图展示了双缓冲方法。当GPU操作一个纹理时，CPU会修改另一个纹理。在初始启动之后，CPU或GPU都不会闲置。尽管显示了纹理，这个解决方案几乎适用于任何类型的OpenGL ES对象。

5，注意OpenGL ES的状态

OpenGL ES实现维护一组复杂的状态数据，包括设置为glEnable或glDisable函数的开关、当前的shader program和uniform attributes、当前绑定的texture，以及当前绑定的顶点缓冲区和它们启用的顶点属性。硬件有一个当前状态，它被编译并缓存起来。切换状态很昂贵，所以最好设计你的应用程序来最小化状态切换。

不要再次设置已经设置了的状态。一旦启用了特性，就不需要再次启用它。例如，如果多次调用相同参数的glUniform函数，OpenGL ES只会简单地执行指令更新状态。

6，用OpenGL ES对象封装状态，通常指使用VBO和VAO

很多数据从一开始初始化后，不再需要逐帧重新配置，使用VAO和VBO共同管理对象状态，减少很多的不必要指令执行。使用VBO减少CPU到GPU之间的数据拷贝次数，VAO通常用来管理多个VBO，常见用法：

 // 创建和绑定vao。

 glGenVertexArrays(,&vao1);

 glBindVertexArray(vao1);

 // 在刚创建的vao1中配置各属性

 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo1);

 // 指定各个属性数据，格式，大小和起始地址

 glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, , GL_FLOAT, GL_FALSE,

 sizeof(staticFmt), (void*)offsetof(staticFmt,position));

 glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);

 glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, , GL_UNSIGNED_SHORT, GL_TRUE,

 sizeof(staticFmt), (void*)offsetof(staticFmt,texcoord));

 glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);

 glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribNormal, , GL_FLOAT, GL_FALSE,

 sizeof(staticFmt), (void*)offsetof(staticFmt,normal));

 glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribNormal);

 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo2);

 glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribColor, , GL_UNSIGNED_BYTE, GL_TRUE,

 sizeof(dynamicFmt), (void*)offsetof(dynamicFmt,color));

 glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribColor);

 // 返回执行各项配置之前的状态

 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,);

 glBindVertexArray();

7，组织绘制指令最小化状态变更（这里没看太懂，先记录）

改变OpenGL ES状态没有立即的效果。相反，当您发出一个绘制指令时，OpenGL ES将执行绘制一组状态值所需的工作。您可以通过最小化状态更改来减少重新配置图形管道的CPU时间。例如，在应用程序中保留一个状态向量，并且只在绘制指令之间的状态更改时设置相应的OpenGL ES状态。
另一个有用的算法是状态排序，跟踪您需要做的绘图操作和每个需要的状态变化量，然后排序它们以连续使用相同的状态执行操作。

OpenGL ES的iOS实现可以缓存一些需要在状态间进行有效切换的配置数据，但是每个独特的状态集的初始配置需要更长的时间。对于一致的性能，您可以“预热”每个状态设置，您计划在设置例程中使用:

启用您计划使用的状态配置或着色器。
使用状态配置绘制少量顶点。
刷新OpenGL ES上下文，就不会显示在这个预热阶段的绘图。

参考网站：

苹果的OpenGL ES文档