背景
在游戏引擎开发中,我们通常使用面向数据的设计来优化内存和计算性能。
让我们以粒子系统为例。
在一个粒子系统中,我们有很多粒子,每个粒子可能有几个属性,如位置、速度等。
C++中的典型实现如下所示:
struct Particle {
float positionX, positionY, positionZ;
float velocityX, velocityY, velocityZ;
float mass;
// ...
};
struct ParticleSystem {
vector<Particle> particles;
// ...
};
这种实现的一个问题是粒子属性彼此交错。这种存储器布局不适合高速缓存,并且可能不适合SIMD计算。
相反,在面向数据的设计中,我们编写以下代码:
struct ParticleAttribute {
size_t size;
size_t alignment;
const char* semantic;
};
struct ParticleSystem {
ParticleSystem(
size_t numParticles,
const ParticleAttribute* attributes,
size_t bufferSize) {
for (size_t i = 0; i < numAttributes; ++i) {
bufferSize += attributes[i].size * numParticles;
// Also add paddings to satisfy the alignment requirements.
}
particleBuffer = malloc(bufferSize);
}
uint8* getAttribute(const char* semantic) {
// Locate the semantic in attributes array.
// Compute the offset to the starting address of that attribute.
}
uint8* particleBuffer;
};
现在我们只有一个分配,并且每个属性都连续驻留在内存中。为了模拟粒子,我们可以编写以下代码:
symplecticEuler(ps.getAttribute("positionX"), ps.getAttribute("velocityX"), dt);
getAttribute
函数将获取特定属性的起始地址。
问题
我想知道如何在Rust中实现这一点。
我的想法是首先创建一个名为ParticleSystem
的类,它需要几个ParticleAttribute
来计算总的缓冲区大小,然后为缓冲区分配内存。我认为这可以在Rust安全代码中完成。
下一步是实现getAttribute
函数,该函数将返回一个对特定属性起始地址的引用。我需要你的帮助。我如何获得带有偏移量的原始地址,并将其转换为所需的类型(如float*),然后将该原始指针 Package 为Rust中的可变引用?
另外,我想我应该把这个原始指针 Package 成一个数组的可变引用,因为我需要使用SIMD库通过这个引用加载四个元素。
更新:提供更多关于属性的信息。属性的数量和详细信息在运行时确定。属性的类型可以变化,但我认为我们只需要支持基本的(f32,f64,int,...)。
1条答案
按热度按时间kmb7vmvb1#
这是一种非常复杂的实现DOD的方式,而且对getter使用运行时查找的想法让我感到畏缩。
简单的版本是为每个属性分配一个内存:
这需要预先知道属性。
然后就没有什么诡计得到所有的y,他们只是坐在那里,已经打好了,等着你。
将其扩展到动态确定的属性并不那么复杂:
HashMap<String, xxx>
在运行时查找给定的属性enum
来将一个Value
存储在散列Map中,散列Map可以采用多种形式(另一种解决方案是使用一个特征)这变成:
我们也可以使用6个散列Map......但是,除非事先知道类型是什么(当唯一的东西是字符串时),否则必须一次一个地查看所有散列Map:烦人而且浪费时间。