Batching和Instancing

通常引擎一般会提供3种合批的方式： 静态合并，动态合并，实例化
那么3种合批的方法到底有什么区别呢，我们需要在何时使用对应的方法？

这里我们首选从底层驱动来说起，以OpenGL为例，绘制元素的API一般为：

glDrawElements 或者 glDrawArrays

调用这些方法后，cpu会将顶点数据传入显存，之后由显卡进行绘制。
每次调用这些方法，我们称之为一个DrawCall
那么当多次调用这些方法时，会明显导致draw增多。
所以在优化游戏时，我们很多情况首先要做的就是进行DrawCall的优化。
为了解决DrawCall太多的问题，我们很容易想到的就是把相同材质的网格进行合并。
既然你的的材质是一样的，那么我合并网格后只要调用一次 glDrawElements 就只产生一个DrawCall，岂不美哉。
所以就有第一种合批的方法：

dynamic batching

动态合批是指在引擎的运行期，将同材质的模型合并为一个大的网格数据传输给显卡。

这种情况，需要耗费CPU来进行缓存的合并，对CPU是有一定影响的。而且由于数据较大，对带宽的要求也更好。

这就是为什么有的小伙伴合批和了半天，运行效率更低的原因。
因为一方面，CPU被拿去做合批运算耗费时间，另一方面带宽占用也变大了。

那么既然运行时合批会消耗CPU，那完全可以将在运行时不需要移动的物体进行离线合批嘛。
（离线合批：在非运行时进行合批。）
于是就引申出了第二种合批方式：

static batching

静态合批下，引擎会帮我们把选择好的网格（Mesh）合并成一个大的网格。
同理会帮我们将网格信息内的uv坐标，物体的纹理等进行重新计算和合并。

这种合并显而易见的好处是不占用运行时效率。
唯一的问题是，如果顶点过多，导致网格太大，那么传输效率就会降低，是一种比较影响带宽的做法。

Instancing

最后呢就是Instancing，既然我们怎么合批都会耗费cpu和带宽，那么我什么不把这些麻烦的事情交给gpu做呢？
毕竟gpu是擅长并行计算的，而绘制多个同样材质的物体本来就是一个并行的过程嘛。
因此驱动组织都提供了可以一次传输，多次绘制的方法，这种我们称为实例化(instancing)

instancing是底层驱动支持的一种特性，在OpenGl内方法一般为在绘制函数后面增加 Instanced
比如：

glDrawArrayInstanced
glDrawElementsInstanced

以glDrawElementsInstanced为例可以明显看到他和glDrawElements 的区别


void glDrawElements(    GLenum mode,
    GLsizei count,
    GLenum type,
    const void * indices);

void glDrawElementsInstanced(   GLenum mode,
    GLsizei count,
    GLenum type,
    const void * indices,
    GLsizei primcount);

可以看到instanced的函数比普通的函数多出一个叫做 primcount参数，这个参数的作用是通知显卡在绘制这些顶点时，重复绘制的次数。

在绘制的shader内，我们可以通过访问 gl_InstanceID 来查看到底绘制到第几个实例了，因为我们每个实例的位置旋转缩放和顶点颜色可能不一样。

当然intancing也不是没有限制的，毕竟驱动商是在迭代的过程中才发现这样的需求的，因此对于低于OpenGL3.0的设备是不支持实例化的。
当然现在低于OpenGL3.x的设备比较少见了，可以比较放心的去实例化方式绘制。

废话不多说我们来看看各种合批的结果吧
（软件为Render Doc）