是一款基于保留模式的高性能三維圖形渲染引擎，專(zhuān)為復(fù)雜三維場(chǎng)景的實(shí)時(shí)可視化設(shè)計(jì)。其獨(dú)特的體系架構(gòu)和優(yōu)化策略，使其在場(chǎng)景繪制、性能優(yōu)化和用戶(hù)交互方面展現(xiàn)出卓越的能力。本文將詳細(xì)解析 HOOPS Visualize 的核心特性和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1、保留模式優(yōu)勢(shì)

立即渲染圖元而不將其存儲(chǔ)在顯示列表中的圖形系統(tǒng)稱(chēng)為即時(shí)模式系統(tǒng)。將圖形信息存儲(chǔ)在專(zhuān)為圖形顯示設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的系統(tǒng)稱(chēng)為保留模式圖形庫(kù)。Visualize將圖形圖元保留在系統(tǒng)內(nèi)存中，從而提供各種性能優(yōu)勢(shì)。

• 選擇性遍歷：由于Visualize會(huì)跟蹤更新之間不會(huì)發(fā)生變化的顯示部分，因此可以消除不必要的重繪。
• 增量更新：Visualize包含更新邏輯，允許將幾何圖形逐步添加到場(chǎng)景中，而無(wú)需完全重繪。
• 視圖相關(guān)的繪制和剔除：由于Visualize保留了所有圖元的副本，因此它可以更快地修改和遍歷圖形信息，并進(jìn)行優(yōu)化以加快渲染場(chǎng)景的速度。例如，圖形系統(tǒng)可以計(jì)算邊界體積，該邊界體積存儲(chǔ)一組圖元的位置和范圍的粗略測(cè)量值。在渲染過(guò)程中，許多圖元可能在屏幕上不可見(jiàn)。邊界體積允許系統(tǒng)快速確定一組圖元是否在屏幕上，或者是否低于用戶(hù)指定的大小限制，以便只重新繪制那些實(shí)際可見(jiàn)或視覺(jué)上重要的圖形圖元。
• 選擇：圖形系統(tǒng)的一個(gè)重要功能是執(zhí)行選擇。如果沒(méi)有圖元的副本，圖形系統(tǒng)執(zhí)行選擇的唯一方法是讓?xiě)?yīng)用程序重新發(fā)送并“命中測(cè)試”所有圖元。保留圖元可使圖形系統(tǒng)更快地執(zhí)行選擇。

2、優(yōu)化繪制管道

Visualize中的圖形管道經(jīng)過(guò)高度優(yōu)化，可消除瓶頸。只要有可能，就會(huì)優(yōu)先使用基于數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而不是指針，以提高緩存一致性。專(zhuān)用的多線程內(nèi)存管理器用于提供快速內(nèi)存分配，并在空閑時(shí)間自動(dòng)清理內(nèi)存。大量使用著色器來(lái)解決性能瓶頸問(wèn)題。

Visualize會(huì)自動(dòng)在顯卡上創(chuàng)建和管理頂點(diǎn)緩沖區(qū)，將幾何數(shù)據(jù)鏡像到CPU上。Visualize可確保顯卡內(nèi)存不會(huì)耗盡，否則會(huì)導(dǎo)致圖形驅(qū)動(dòng)程序分頁(yè)主內(nèi)存，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的減速。

3、場(chǎng)景優(yōu)化

上下文切換會(huì)顯著影響圖形吞吐量。此外，隨著場(chǎng)景尺寸（就幾何實(shí)體的數(shù)量和大小而言）的增加，特定顯卡足夠強(qiáng)大以交互方式繪制所有數(shù)據(jù)的可能性會(huì)降低。解決這種情況的一個(gè)概念上簡(jiǎn)單的解決方法是不嘗試?yán)L制所有數(shù)據(jù)，而是繪制最相關(guān)的數(shù)據(jù)。

這種方法通常稱(chēng)為剔除。支持多種剔除技術(shù)，包括背板剔除、視錐剔除和范圍剔除。有效的場(chǎng)景組織可以實(shí)現(xiàn)更有效的剔除，并減少顯卡上的上下文切換。

Visualize還提供了一個(gè)名為“靜態(tài)模型”的屬性，該屬性可觸發(fā)場(chǎng)景圖的自動(dòng)優(yōu)化，而無(wú)需修改應(yīng)用程序創(chuàng)建的原始結(jié)構(gòu)。Visualize創(chuàng)建優(yōu)化的“影子”內(nèi)部樹(shù)并維護(hù)與原始樹(shù)的映射。由于幾何圖形不會(huì)被復(fù)制，而只會(huì)被引用，因此使用靜態(tài)模型時(shí)對(duì)內(nèi)存的影響很小。

4/固定幀率

重新組織顯卡上的場(chǎng)景和數(shù)據(jù)可以顯著提高性能。但是，可能仍需要確保系統(tǒng)始終提供特定的幀速率。

提供了一個(gè)指定幀速率的接口，并將根據(jù)當(dāng)前相機(jī)參數(shù)按優(yōu)先級(jí)順序繪制場(chǎng)景。對(duì)象的優(yōu)先級(jí)由其屏幕大小和與查看器的距離決定。當(dāng)您想要確保大型模型仍以交互速度繪制時(shí)，固定幀速率模式很有用。例如，當(dāng)用戶(hù)旋轉(zhuǎn)物體時(shí)，他通常不關(guān)心查看每個(gè)細(xì)節(jié)，而是希望快速完成旋轉(zhuǎn)。當(dāng)使用固定幀速率模式時(shí)，Visualize會(huì)監(jiān)視繪制幀所花費(fèi)的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間限制用盡時(shí)，會(huì)中斷渲染過(guò)程并開(kāi)始下一幀。當(dāng)導(dǎo)航暫?；蛲Ｖ箷r(shí)，Visualize會(huì)從上次渲染停止的點(diǎn)繪制場(chǎng)景的其余部分。

固定幀率算法可保證導(dǎo)航的流暢，并且由于決策主要基于CPU，因此它可以很好地從低端擴(kuò)展到高端圖形硬件。

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