三维渲染性能-海洋大数据

由于三维GIS渲染系统的特殊性，同一时间需要渲染的多边形数量庞大，纹理材质等也非常庞大，所以即使在浏览器端实现了基于GPU硬件加速，效率仍然不是最理想。测试中，在20000m视角高度浏览我国华东地区时，需要绘制的三角形约15万个，在一般配置的笔记本电脑上运行帧数为19帧，会影响用户的体验，需要对其进行性能优化。

性能优化主要分为以下几个部分：首先是各种基本剔除，以便减少所需绘制的三角形数；其次测试充分利用HTML5和WebGL当中的多线程等API来分担计算量，加快材质和纹理的读取速度等。

在用三维渲染引擎渲染场景时，很多情况下并不需要把场景中所有的三角形都渲染出来。在构成场景的三角形中，只有很小一部分是可见的，例如在浏览上海时，地球背面的美国是不可见的，而在浏览喜马拉雅山时，山脚的背面也是不可见的。剔除减少不需要的细节，是图形渲染引擎必不可少的工作，能够大大加快场景渲染效率，提升引擎性能，使得在一般硬件情况下渲染大场景成为可能。

1）背面剔除

首先进行的是背面剔除。背面剔除是一种较为简单的剔除方法，通过检测三角形是不是在摄像机的背面来判断是否剔除该三角形。主要的原理如图5-36所示，其中两个三角形在正面是可见的，背后的面则不可见，可以剔除。

图5-36　背面剔除

在WebGL中内置了对背面剔除的支持，通过以下代码可以开启：

gl.enable（gl.DEPTH-TEST）；

gl.enable（gl.CULL FACE）；(www.xing528.com)

gl.clearColor（0.0，0.0，0.0，1.0）；

gl.clear（gl.COLOR BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER BIT）；

gl.drawElements（gl.TRIANGLES，indices.length，gl.UNSIGNED BYTE，0）

2）遮挡剔除（图5-37）

图5-37　遮挡剔除

图5-38　视线剔除

3）视线剔除（图5-38）

视线剔除是指在绘制前，根据摄像机的可见范围，将可见范围外的三角形直接剔除，以减少所需渲染的三角形数量，降低渲染系统的负载。