在现代游戏开发中，为了提高性能和用户体验，多线程技术的应用变得日益重要。本文将探讨如何在C++中利用多线程技术来优化游戏引擎的纹理加载过程，并进一步探索如何将多线程应用于并行化光线追踪。
假设有一个使用OpenGL的游戏引擎，需要异步加载纹理，以避免阻塞主线程，从而加快编辑器或游戏的加载速度。如之前展示的，可以启动一组新线程来加载纹理（使用stb_image库），并使用glGenTextures生成纹理。主要问题在于OpenGL上下文仅在主线程中可用，因此，如果想要利用多线程加载纹理，就需要将纹理的加载和生成分开处理。
加载将在工作线程中完成，而生成纹理将在主线程中进行。以下图表展示了将实现的简化工作流程。
在主线程中，有一个方法，将检查处理纹理队列中的工作。如果找到工作，它将生成OpenGL纹理，并将其分配回材料。
void AssetManager::Update() {
if (!m_processingTexturesQueue.Empty()) {
TextureLoadJob assetJob;
if (m_processingTexturesQueue.TryPop(assetJob)) {
// 生成OpenGL纹理
Texture outputTexture = GenerateTexture(assetJob.loadedData, assetJob.textureType);
// 更新材料
assetJob.materialOwner->AddTexture(outputTexture);
}
}
}
加载器线程将不断运行，并检查加载纹理队列中的工作。在这种情况下，从文件路径加载纹理，并将结果分配给已加载的数据。
void AssetManager::LoaderThread() {
while (m_loadingThreadActive) {
if (!m_loadingTexturesQueue.Empty()) {
TextureLoadJob assetJob;
if (m_loadingTexturesQueue.TryPop(assetJob)) {
// 将纹理数据加载到资产作业
assetJob.loadedData = LoadTextureData(assetJob.texturePath);
// 将作业推入处理队列
m_processingTexturesQueue.Push(assetJob);
}
}
// ...
}
}
这种架构允许在游戏运行时加载纹理，而不会阻塞主线程。在这里比较时间是没有意义的，因为使用的是自己的沙盒环境，而不是一个样本程序来测试这个问题。有关更多信息和代码，请参考第一部分和第二部分。
在下一部分，将并行化一个玩具光线追踪器。这是一个完全不同的问题，需要使用多个线程或作业的结果值来构建最终图像。