是一款基于保留模式的高性能三維圖形渲染引擎，專為復雜三維場景的實時可視化設計。其獨特的體系架構和優化策略，使其在場景繪制、性能優化和用戶交互方面展現出卓越的能力。本文將詳細解析 HOOPS Visualize 的核心特性和技術優勢。

1、保留模式優勢

立即渲染圖元而不將其存儲在顯示列表中的圖形系統稱為即時模式系統。將圖形信息存儲在專為圖形顯示設計的數據結構中的系統稱為保留模式圖形庫。Visualize將圖形圖元保留在系統內存中，從而提供各種性能優勢。

• 選擇性遍歷：由于Visualize會跟蹤更新之間不會發生變化的顯示部分，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景中，而無需完全重繪。
• 視圖相關的繪制和剔除：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，并進行優化以加快渲染場景的速度。例如，圖形系統可以計算邊界體積，該邊界體積存儲一組圖元的位置和范圍的粗略測量值。在渲染過程中，許多圖元可能在屏幕上不可見。邊界體積允許系統快速確定一組圖元是否在屏幕上，或者是否低于用戶指定的大小限制，以便只重新繪制那些實際可見或視覺上重要的圖形圖元。
• 選擇：圖形系統的一個重要功能是執行選擇。如果沒有圖元的副本，圖形系統執行選擇的唯一方法是讓應用程序重新發送并“命中測試”所有圖元。保留圖元可使圖形系統更快地執行選擇。

2、優化繪制管道

Visualize中的圖形管道經過高度優化，可消除瓶頸。只要有可能，就會優先使用基于數組的數據結構而不是指針，以提高緩存一致性。專用的多線程內存管理器用于提供快速內存分配，并在空閑時間自動清理內存。大量使用著色器來解決性能瓶頸問題。

Visualize會自動在顯卡上創建和管理頂點緩沖區，將幾何數據鏡像到CPU上。Visualize可確保顯卡內存不會耗盡，否則會導致圖形驅動程序分頁主內存，從而導致災難性的減速。

3、場景優化

上下文切換會顯著影響圖形吞吐量。此外，隨著場景尺寸（就幾何實體的數量和大小而言）的增加，特定顯卡足夠強大以交互方式繪制所有數據的可能性會降低。解決這種情況的一個概念上簡單的解決方法是不嘗試繪制所有數據，而是繪制最相關的數據。

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

Visualize還提供了一個名為“靜態模型”的屬性，該屬性可觸發場景圖的自動優化，而無需修改應用程序創建的原始結構。Visualize創建優化的“影子”內部樹并維護與原始樹的映射。由于幾何圖形不會被復制，而只會被引用，因此使用靜態模型時對內存的影響很小。

4/固定幀率

重新組織顯卡上的場景和數據可以顯著提高性能。但是，可能仍需要確保系統始終提供特定的幀速率。

提供了一個指定幀速率的接口，并將根據當前相機參數按優先級順序繪制場景。對象的優先級由其屏幕大小和與查看器的距離決定。當您想要確保大型模型仍以交互速度繪制時，固定幀速率模式很有用。例如，當用戶旋轉物體時，他通常不關心查看每個細節，而是希望快速完成旋轉。當使用固定幀速率模式時，Visualize會監視繪制幀所花費的時間。當時間限制用盡時，會中斷渲染過程并開始下一幀。當導航暫停或停止時，Visualize會從上次渲染停止的點繪制場景的其余部分。

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

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