将PNG加载到OpenGL性能问题中 - Java和JOGL比C#和Tao.OpenGL慢得多

Question

我注意到Java和JOGL以及C#和Tao.OpenGL在将PNG从存储器加载到内存中时,以及将BufferedImage(java)或Bitmap(C# - 两者都是硬盘驱动器上的PNG)加载到'OpenGL中时,性能差异很大.

这种差异非常大,所以我认为我做错了,但经过大量的搜索和尝试不同的加载技术后,我一直无法减少这种差异.

使用Java,我得到一个248ms加载的图像,并在728ms加载到OpenGL中C#上加载图像需要54ms,加载/创建纹理需要34ms.

上面讨论的图像是一个包含透明度的PNG,大小为7200x255,用于2D动画精灵.我意识到尺寸确实非常荒谬,我正在考虑削减精灵,但是差异仍然存在(并且令人困惑).

在Java端,代码如下所示:

BufferedImage image = ImageIO.read(new File(fileName));
texture = TextureIO.newTexture(image, false);
texture.setTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL.GL_LINEAR);
texture.setTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL.GL_LINEAR);

C#代码使用:

Bitmap t = new Bitmap(fileName);

t.RotateFlip(RotateFlipType.RotateNoneFlipY);
Rectangle r = new Rectangle(0, 0, t.Width, t.Height);

BitmapData bd = t.LockBits(r, ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format32bppArgb);

Gl.glBindTexture(Gl.GL_TEXTURE_2D, tID);
Gl.glTexImage2D(Gl.GL_TEXTURE_2D, 0, Gl.GL_RGBA, t.Width, t.Height, 0, Gl.GL_BGRA, Gl.GL_UNSIGNED_BYTE, bd.Scan0);
Gl.glTexParameteri(Gl.GL_TEXTURE_2D, Gl.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, Gl.GL_LINEAR);
Gl.glTexParameteri(Gl.GL_TEXTURE_2D, Gl.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, Gl.GL_LINEAR);

t.UnlockBits(bd);
t.Dispose();

经过大量的测试后,我只能得出结论,Java/JOGL在这里速度较慢 - PNG读取可能不会那么快,或者我仍然在做错事.

谢谢.

EDIT2:

我发现创建一个格式为TYPE_INT_ARGB_PRE的新BufferedImage会使OpenGL纹理加载时间减少近一半 - 这包括必须创建新的BufferedImage,从中获取Graphics2D,然后将之前加载的图像渲染到它.

Edit3:5种变化的基准测试结果.我写了一个小的基准测试工具,下面的结果来自加载一组33个png,大多数是非常宽,5倍.

testStart: ImageIO.read(file) -> TextureIO.newTexture(image)  
result: avg = 10250ms, total = 51251  
testStart: ImageIO.read(bis) -> TextureIO.newTexture(image)  
result: avg = 10029ms, total = 50147  
testStart: ImageIO.read(file) -> TextureIO.newTexture(argbImage)  
result: avg = 5343ms, total = 26717  
testStart: ImageIO.read(bis) -> TextureIO.newTexture(argbImage)  
result: avg = 5534ms, total = 27673  
testStart: TextureIO.newTexture(file)  
result: avg = 10395ms, total = 51979  

ImageIO.read(bis)指的是James Branigan在下面的答案中描述的技术.argbImage是指我之前编辑中描述的技术:

img = ImageIO.read(file);
argbImg = new BufferedImage(img.getWidth(), img.getHeight(), TYPE_INT_ARGB_PRE);
g = argbImg.createGraphics();
g.drawImage(img, 0, 0, null);
texture = TextureIO.newTexture(argbImg, false);

任何更多的加载方法(从文件中的图像,或图像到OpenGL)将不胜感激,我将更新这些基准.

Answer 1

简短回答 JOGL纹理类比必要的要多得多,我想这就是为什么它们很慢.我遇到同样的问题,前几天,现在通过与低级别的API(glGenTextures,glBindTexture,glTexParameterf和glTexImage2D)加载纹理固定它.加载时间从大约1秒减少到"没有明显的延迟",但我没有进行任何系统的分析.

长答案 如果你查看JOGL TextureIO,TextureData和Texture类的文档和源代码,你会注意到它们不仅仅是将纹理上传到GPU上:

• 处理不同的图像格式
• Alpha预乘

我不确定其中哪一个花费更多时间.但在许多情况下,您知道您可以使用哪种图像数据,而不需要进行任何预乘.

alpha预乘功能无论如何完全错位在这个类中(从软件架构的角度来看),我没有找到任何方法来禁用它.即使文档声称这是"数学上正确的方式"(我实际上并不相信),但是有很多情况下你不想使用alpha预乘,或者事先已经完成了(例如表现原因).

毕竟,使用低级API加载纹理非常简单,除非您需要它来处理不同的图像格式.这里有一些scala代码可以很好地适用于我所有的RGBA纹理图像:

val textureIDList = new Array[Int](1)
gl.glGenTextures(1, textureIDList, 0)
gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, textureIDList(0))
gl.glTexParameterf(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL.GL_LINEAR)
gl.glTexParameterf(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL.GL_LINEAR)
val dataBuffer = image.getRaster.getDataBuffer   // image is a java.awt.image.BufferedImage (loaded from a PNG file)
val buffer: Buffer = dataBuffer match {
  case b: DataBufferByte => ByteBuffer.wrap(b.getData)
  case _ => null
}
gl.glTexImage2D(GL.GL_TEXTURE_2D, 0, GL.GL_RGBA, image.getWidth, image.getHeight, 0, GL.GL_RGBA, GL.GL_UNSIGNED_BYTE, buffer)

...

gl.glDeleteTextures(1, textureIDList, 0)