OpenMP对3D程序优化有用吗

[pango2005]

我在开发一3D场景编辑器程序，使用OpenGL平台显示场景，在显示场景前需要在CPU将几何体的顶点数据计算出来，然后送给显卡显示；

从NVIDIA的一些显卡编程优化资料得知，用于OpenGL显示用的线程最好没有任何繁重的CPU计算任务，就是说OpenGL线程的任务最好只有

发送渲染命令以及交换前后缓冲,主要不要有任务阻塞;顶点计算的任务量还是挺重的，所以我想了两个解决办法：

- 将顶点计算的任务分配到一专门的线程执行，不在OpenGL线程执行，就是说在渲染N帧时，后台要有个线程在同时计算N+1帧的顶点

数据；

- 将顶点计算的代码做OpenMP优化，让多个线程同时计算顶点数据；

方法1实现比较困难，方法2较方便，但我想OpenMP是把计算任务分配给多个线程执行，调用线程还是要被阻塞直到所有线程的计算任务

结束，无非阻塞的时间要比单线程方式短，所以我也在考虑方法2的性能是否比方法1差；当然我是第一次接触OpenMP,对OpenMP的运行机

制的认识还比较肤浅，所以存在上述的疑问；我想知道方法2和方法1的性能是否差不多（如果是的话我就用方法2了，谁不喜欢简单解决

问题的办法啊）？大家说说把

[pango2005]

谢谢楼上的回复，我的软件是跑在多核CPU上，但我想知道的是我是该用OpenMP优化原来的串行程序，还是将计算顶点的串行程序放入一专门的线程，与渲染线程独立，就是说以上两个方法哪个性能会更好?

[茶禅如水]

使用OpenMP就不用自己单独写线程了。
只需要将OpenMP的编译器指令写好，特别针对for循环。
支持OpenMP的编译器会帮你自动生成多线程程序,一般根据CPU的数目来确定线程数,已达到最大性能。

OpenGL渲染的时候先要计算(CPU)完成，才下一步渲染(GPU)，
所以我觉得不需要专门分离线程了。

需要注意的是OpenMP不负责程序检查，自己要做好数据的保护。

[茶禅如水]

如果该编辑器工作在多核和多CPU系统上，使用OpenMP可能会使性能提高。
如果是在单核上跑，OpenMP 不适合性能提高。
建议你尝试一下 Intel的cpp编译器的优化功能，可以自动向量化（参数-QxP等）,
可以在生成代码中有利指令级并行的SSE类指令,这可能会在对程序性能有提升,特别对于数据运算。

[lserlohn]

我认为这样其实是不行的

让CPU去做顶点计算就是南辕北辙，实际上CPU计算更耗时间，而且将顶点数据传送到显卡上去还得先布置顶点。

[pango2005]

我的软件是做实时的3D饼图动画，由于各种原因3D饼图顶点数据（以及纹理坐标，法向量）在通过Shader在GPU计算的方法不好实现，所以还是在CPU先计算好顶点数据，然后让显卡完成渲染，其实计算的时间也不是很长，但我想让程序的性能更好些，以便能同时渲染好几个动画，所以考虑通过多线程和OpenMP方式优化程序；
“zidongli“兄说"OpenGL渲染的时候先要计算(CPU)完成，才下一步渲染(GPU)，
所以我觉得不需要专门分离线程了”，这话我有点不同，如果在GPU渲染某帧动画时，同时有一后台线程计算下帧的顶点数据，这样渲染和顶点计算能同时进行，效率不是会更好吗？“使用OpenMP就不用自己单独写线程了。”我不同意这点，使用OpenMP,我仍然要等待到所有的顶点计算完毕后才开始渲染，只是等待时间要比未使用OpenMP的程序要短，但毕竟还是要等待，渲染和顶点计算没有在两个核心同时运行，所以我是认为使用OpenMP不比自己单独写线程来的性能高；
当然以上只是我的个人观点，我想INTEL老大极力宣传和推广OpenMP,那OpenMP也必然有其过人之处，只是小弟我限于自己的认识水平，始终想不通OpenMP为何比开辟单独的顶点计算线程的方式老的高，所以也确定不了优化的方案，所以还请大家帮我解惑

[flyingdog]

楼主的想法基本上都是正确的。
对于2种方法的比较也是对的。
其实OpenMP的好处是并行容易，不容易出错。
要是考虑性能，当然是自己写多线程性能高，当然这样花的开发时间就长了。
使用OpenMP，如果有n个核，那理想情况下也只能把计算时间变成1/n。
如果这个不能满足你的需求，那还是按照你的第一个方法吧。

[IntelSupport]

这个问题非常好。

你的两种解决方案分别对应两种不同的多线程实现方式。第一种属于隐式多线程化，既使用OpenMP这类高层多线程语言实现；第二种属于显式多线程化，既使用window Threads、POSIX threads等底层线程库实现。

两种实现方式的优缺点类似于高级语言和低级语言的区别。用OpenMP实现多线程简单，能对一些简单的程序结构快速多线程化；跨平台性好；但程序员对线程的控制较少，因此程序员不能实现某些复杂的线程调度模型。就性能上来说通常不如使用Window/POSIX 线程库实现的线程。而使用Window/POSIX 线程库进行多线程化的优缺点正好和OpenMP相反，能对线程的调度等进行特殊控制，因此性能提升的空间比较大；但编程复杂，调试困难，很能锻炼程序员的功力。真所谓天下没有免费午餐，想要性能好，就得付出代价，呵呵。具体采用那一种方式，需要根据实际情况，在复杂度和性能之间进行权衡。

如果单从性能角度来看，你的第一种解决方案显然要比用OpenMP的方案好，这是从算法上就保证的，第一种方案是顶点线程和渲染线程分别独立运行，是真正的多线程；而使用OpenMP的话，程序的整体结构还是单线程的，除非单线程情况下，更新顶点的时间比渲染的时间大很多，也就是说渲染线程的时间可忽略不计，这样用OpenMP对顶点运算进行多线程化，能达到的性能提升比较显著，否则则不然。openmp很简单，只要加几行pragma，就可以做个实验验证一下性能提高的幅度。

3D游戏是很耗CPU的应用，也有很多可多线程化的地方，以前没有多核CPU的时候，多线程对3D游戏性能的意义不是很大，但现在和将来多核CPU越来越多。只有多线程的游戏才能充分利用CPU的计算资源，显示更多特效，如复杂的粒子，物理，AI，动态阴影等，给玩家带来精彩体验。因此对游戏开发者来说，无论是使用OpenMP还是底层线程库，学习和掌握多线程编程的技巧对将来的发展都是很有好处的。