C# 在游戏中使用正确的多线程
我目前正在开发一个3D游戏，它应该模拟可变形的3D对象。使用可变形，我的意思是3D对象的几何体在帧之间变化。游戏中有一个渲染循环，应该尽可能频繁地执行（至少30次/秒），以获得下降帧速率。但在这个渲染循环中，我还做了另外两件事：计算新几何体和计算轴对齐的边界框层次（AABVH）。我需要AABVH进行碰撞检测。在渲染三维对象之前完成几何体和AABVH计算非常重要。计算新的几何体和AABVH是一项耗时的任务，因此我的帧速率会迅速下降。因此，我的想法是在一个单独的线程中计算AABVH。 这看起来像这样：C# 在游戏中使用正确的多线程,c#,multithreading,C#,Multithreading,我目前正在开发一个3D游戏，它应该模拟可变形的3D对象。使用可变形，我的意思是3D对象的几何体在帧之间变化。游戏中有一个渲染循环，应该尽可能频繁地执行（至少30次/秒），以获得下降帧速率。但在这个渲染循环中，我还做了另外两件事：计算新几何体和计算轴对齐的边界框层次（AABVH）。我需要AABVH进行碰撞检测。在渲染三维对象之前完成几何体和AABVH计算非常重要。计算新的几何体和AABVH是一项耗时的任务，因此我的帧速率会迅速下降。因此，我的想法是在一个单独的线程中计算AABVH。 这看起来像这样
Thread t;
public void Render(Object3D o) // renders 3D object
{
if (t != null) // wait until the new geometry got calculated
{
t.Join();
}
o.RenderGeometry();
t = new Thread(() => o.CalcAABVH());
t.Start();
}
我不是C#并行编程方面的专家，但我确信这不是一个好的解决方案。每一帧，都会创建、执行和销毁一个新线程，这会造成很大的开销。在我的例子中，一个好的解决方案会是什么样子？在几何体更新时，不应该阻止下一帧的渲染。您也可以同步运行计算。阻止渲染将增加每个帧的总渲染时间，并对帧速率产生负面影响-这是您特别试图避免的效果 相反，使用标志指示新几何体的计算是否正在进行，如果正在进行，则渲染旧几何体。现在，您需要两个几何体集-就像使用帧缓冲区一样，在新几何体完成后交换它们 最终的效果是，某些帧可能没有您希望的最新几何体。这在几何体计算时间较长的对象上更为明显。大多数游戏的图形编程都是烟雾和镜子，所以不用担心 实施 请为这些更新操作使用线程池线程，因为创建成本较低。理想情况下，使用任务并行库。作为奖励，
任务 using System.Threading.Tasks;
...
Task t;
public void Render(Object3D o) // renders 3D object
{
if(t != null && t.Status == System.Threading.Tasks.TaskStatus.Running)
{
//render old geometry
}
else
{
t = Task.Factory.StartNew(o.CalcNewGeometry())
.ContinueWith(p => o.UpdateGeometry); //swap the new geometry in
}
}
您需要在此处进行一些同步，以确保在渲染旧几何体时不会交换新几何体。我将由您决定。游戏中的多线程主要是这样使用的（取决于类型、功能等）：
- 1线程渲染
- 1..x线程-物理（变形所属的位置）
- x线程-AI
我建议您使用类似于类的东西来对应该由physic线程计算的对象进行排队。这样，您就不需要每次都重新创建线程。让他们闲着，在有什么东西进入队列时计算。这是在哪个平台上？OpenGL？DirectX 11？你能在GPU上的着色器中修改几何体吗？您是否可以简化变形网格以使其更合理，并与GPU合作，例如使用蒙皮网格？多线程是非常复杂的，你真的想避免它，直到它是绝对必要的。现代的DX使这变得更容易，因为您可以从多个线程等访问DX资源，但这仍然相当困难。如果您确实需要多线程，Gusdor的建议是避免大多数复杂性的好方法；多线程不一定会提高应用程序的性能。只有当您有多个CPU内核并确保在不同的内核上调度线程时，才能获得显著的性能提升。显然，硬件图形加速器是实现这一点的一个很好的方法。：-）@Luaan：它是Windows上的OpenGL。你说得对，把它做好既昂贵又复杂。问题是，我不仅要计算新几何体，还要计算新几何体的轴对齐边界框层次。我不能用几何体着色器来做这个。@Mikeofst:绝对正确！硬件图形加速器？从没听说过。这是什么？抱歉我不够精确。我实际上在计算两件事：新几何体和边界体积层次。我已经编辑了我的问题。如果OP想要固定步长的模拟，例如弹跳球，则渲染旧几何体可能不是一个选项。尽管如此，这至少允许他使用线程池来安排工作，并在需要时甚至在最后一帧开始处理之前实际安排工作，这可能会大大有助于延迟。@Luaan，如果你想要固定步长的模拟，您可以同步执行以下步骤：
计算物理->计算几何体->渲染Update