WebGL扩展系列之二——ANGLE_instanced_arrays：实现实例化绘制的利器

ANGLE_instanced_arrays 扩展概述

ANGLE_instanced_arrays 扩展是一种 WebGL 扩展，它允许开发者在实例化渲染中充分发挥其优势。实例化渲染指的是使用一个几何体多次绘制，同时对每个实例应用不同的属性，从而显著提升渲染效率。

实例化绘制的优势

实例化绘制相较于传统逐个绘制有着诸多优势：

• 减少绘制调用数量： 通过将多个实例合并到单个绘制调用中，可以显著减少 GPU 的绘制调用数量，从而提升渲染性能。
• 提高 GPU 利用率： 实例化绘制能更有效地利用 GPU 的并行处理能力，充分发挥其潜力。
• 降低内存消耗： 由于同一几何体被复用，从而减少了内存消耗，尤其是在绘制大量小物体时尤为显著。

ANGLE_instanced_arrays 的工作原理

ANGLE_instanced_arrays 扩展通过引入以下两个关键概念来实现实例化绘制：

• 实例数组： 一个包含每个实例属性（如颜色、位置）的数组。
• 分隔器： 一种特殊类型的顶点缓冲区对象（VBO），它定义了实例数组中每个实例的起始和结束位置。

如何使用 ANGLE_instanced_arrays

要使用 ANGLE_instanced_arrays 扩展，需要执行以下步骤：

1. 创建顶点缓冲区对象 (VBO)： 为几何体和实例数组分别创建 VBO。
2. 绑定分隔器： 将分隔器 VBO 绑定到 ARRAY_BUFFER。
3. 配置实例数组： 指定实例数组 VBO、属性格式和步长。
4. 配置分隔器： 指定分隔器 VBO、实例数量和实例步长。
5. 绘制几何体： 使用 drawArraysInstanced() 或 drawElementsInstanced() 函数进行绘制，并指定实例数量。

实例化绘制的应用场景

ANGLE_instanced_arrays 扩展在以下场景中特别有用：

• 粒子系统： 绘制大量粒子，每个粒子具有不同的位置、颜色和大小。
• 草地渲染： 渲染大片草地，每个草叶都具有不同的位置和旋转角度。
• 物体实例化： 绘制多个相同类型的物体，每个物体具有不同的位置和缩放比例。

ANGLE_instanced_arrays 的兼容性

ANGLE_instanced_arrays 扩展得到了大多数现代 WebGL 浏览器的支持，包括 Chrome、Firefox 和 Safari。要检查浏览器是否支持该扩展，可以使用以下代码：

if (!gl.ANGLE_instanced_arrays) {
  // 浏览器不支持 ANGLE_instanced_arrays 扩展
}

实例化绘制的引入极大地提升了 WebGL 的渲染性能，使其能够处理更复杂、更大规模的场景。无论是粒子系统、草地渲染还是物体实例化，ANGLE_instanced_arrays 扩展都能帮助开发者创建高效、令人惊叹的 WebGL 应用。