1. 经常使用优化工具

2. 经常使用优化方案

     OpenGL ES优化的主要工作是在图形管道中找到影响性能的bottleneck，其bottleneck一般表如今下面几方面：

     ? 在应用程序代码中。如冲突检測
     ? GPU与主内存间的传输数据
     ? 在VP(Vertex Processor)中的顶点处理
     ? 在FP(Fragment Processor)中的片断处理

     可通过DS-5 Streamline来定位性能瓶颈(Locate bottleneck)。为了获取更好的性能。可从下面详细功能着手优化：

2.1 纹理(Texture)

     高分辨率的纹理占用大量的内存。它是Mali GPU上的主要负荷，可从下面几方面进行优化：
     ? 除非必要，尽量不要使用大纹理
     ? 总是打开纹理映射(mipmapping)。有时可能降低了渲染质量
     ? 假设可能，排序三角形，当按render的次序render时，使其有相互覆盖的三角形放在一起
     ? 压缩纹理。可降低内存占用、传输带宽。Mali-400 MP GPU支持ETC纹理压缩(每一个像素占4bits,且不支持alpha通道)，GPU硬件可解压ETC纹理，缺点是将降低图像质量

2.2 抗锯齿(Anti-aliasing)

     ? GPU支持4x Full Scene Anti-Aliasing (FSAA)，其性能损失微不足道；当创建context和rendering surface时，可通过选择EGL配置(EGL_SAMPLES=4)来激活4x FSAA
     ? Mali GPU还支持16x FSAA，其性能将下降到4x FSAA的1/4

2.3 绘图模式(Draw Mode)

    对于大的网格，一个顶点被包括在多个三角形中，这种顶点被处理的次数依赖调用的绘图函数：

     ? glDrawElements：每一个顶点仅被处理一次，效率更高。

     ? glDrawArrays：每一个顶点数据在每一个使用它的三角形中被传输和处理一次

     按使用的次序存储顶点数据。能够改善顶点Cache效果。而且降低了从RAM到顶点Cache传输的数据量。

2.4 顶点缓冲对象(Vertex Buffer Objects)

     ? 使用顶点数组(Vertex Array)存储的顶点数据位于client内存(即主内存)。当调用glDrawArrays或glDrawElements时，将把这些顶点数据从client内存copy到图形内存。

     ? Vertex Buffer Objects同意OpenGL ES2.0应用在高性能的图形内存中分配且Cahce顶点数据，然后从此内存中进行渲染。这样就避免了每当Draw一个原语时重发数据。

     ? Vertex Buffer Objects分类：
     1) 数组缓冲对象(array buffer objects)：由GL_ARRAY_BUFFER标识。用于存储顶点数据(Vertex Data)
     2) 元素数组缓冲对象(element array buffer objects)：由GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER标识。用于存原语索引(indices of primitive)

2.5 数据精度(Data Precision)

    在可能的情况下。尽量使用低精度的数据，避免使用浮点和其他32位数据类型：
     ? 定义顶点位置使用GL_SHORT
     ? 定义Surface Normal使用GL_BYTE
     ? 定义颜色使用GL_UNSIGNED_BYTE

2.6 处理的数据量(Volume of Data Processed)

    要从下面几方面降低Mali GPU处理的数据量：
     ? 仅仅画当前帧看得见的原语：可在应用中通过clipping或frustum clulling来实现
     ? 使用ETC压缩纹理
     ? 依据深度排序几何体：依照从前到后的顺序排序几何体，依据深度排序draw调用。  

2.7 渲染目标(Render Targets)

     下面因素与渲染目标有关：
     ? 依照因素(cause-and-effect)顺序渲染全部的纹理
       1)在纹理被使用之前render to textures
       2)最后渲染后台缓冲区
     ? 一次仅仅绘制到一个渲染目标：确保绘制下一个目标之前，已经完毕当前目标的全部调用
     ? 不要在一帧中改动纹理：当调用API之前。设置好全部当前帧须要的纹理

2.8 处理管道(Processing Pipeline)

     下面因素与图形处理管道有关：

     ? 使用eglSwapBuffers：
       假设应用显示动画，确保通过调用eglSwapBuffers来结束一帧。应用接着产生下一帧。这样以确保在计算下一帧时。当前帧仍可稳定显示。

     ? 避免使用glReadPixels：
       即使读取非常少像素，对性能影响也比較大，由于它暂停了处理管理

     ? 限制glDrawElements中顶点个数：
       在调用glDrawElements之后，在曾经的操作(如：顶点着色、变换、光照)完毕之后才開始创建多边形列表。为了使之并行。确保单次glDrawElements调用中包括的顶点数不要超过当前帧中全部顶点数的1/5。这在马上调用glDrawArrays之前或之后特别重要。

2.9 着色器程序(Shader Programs)

     ? 首先运行Shader编译：在应用程序启动时。且在開始向驱动发送顶点或纹理数据之前，完毕Shading语言编译器全部相关的调用
     ? 使用自己定义着色器程序：把大的Shader程序採裁剪成每一个Surface所须要的，而不使用大而全的Shader程序。小而精的Shader程序通常运行得更快
     ? 考虑程序大小：能够使用Offline Shader Compiler检測程序大小。

一个GPU指令能够包括一系列ESSL操作
     ? 循环和条件分支：不要手动展开循环。相反。把数据放到数组中，然后在可能的地方使用for循环。当然，也能够使用if语句。
     ? 避免使用过多的varyings：在shader编程时，在Fragment Shader程序中，尽量节约使用varings；由于在VP与内存或FP与内存间传递varings时须要消耗内存带宽
     ? 避免使用过多的矩阵乘法：4x4的矩阵与4x1的向量相乘，须要运行16次乘法和12次加法，是非常昂贵的。假设须要一个向量与多个矩阵相乘，则向量依次与每一个矩阵相乘，而不要先把全部的矩阵相乘，然后再与向量相乘
     ? 评估程序的代价：经常使用的代价级别例如以下表所看到的，使用Offline Shader Compiler能够更精确地获取程序的代价。

2.10 着色器运算(Shader Arithmetic)

     ? 顶点处理器基于32位浮点值工作：Vertex Shader使用浮点表示整数。

为了避免32位值，设置Vertex Shader程序的输出varing的精度为mediump或lowp。
     ? Fragment Shader使用16位浮点值工作：其构成为：sign；5位指数，以抵消15。10位尾数。用一个隐含的最显著1位

2.11 其他

     ? 使用点精灵：
        而不是三角形或四边形来表示颗粒实体

     ? 使用适当尺寸的三角形： 
       避免使用长而细的三角形。FP(Fragment Processor 或Pixel Processor)总是处理4个邻近Fragment的组。因此处理1个像素宽度的Strip比处理2个像素宽度的Strip耗用很多其他的时间。

     ? 优化状态变化：
       避免状态来回变化，能够把同样状态的调用组织在一起，以降低状态变化

     ? 清除整个Framebuffer：
       总是调用glClear清除整个Framebuffer。假设可能，在清除framebuffer时，清除全部的buffer，如：color、depth, and stencil buffers。

       void glClear(GLbitfield mask);
       參数说明：
       GLbitfield：能够使用 | 运算符组合不同的缓冲标志位，表明须要清除的缓冲，比如glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT）表示要清除颜色缓冲以及深度缓冲，能够使用下面标志位：
       1）GL_COLOR_BUFFER_BIT:    当前可写的颜色缓冲
       2）GL_DEPTH_BUFFER_BIT:    深度缓冲
       3）GL_ACCUM_BUFFER_BIT:   累积缓冲
　　4）GL_STENCIL_BUFFER_BIT: 模板缓冲

     ? 最小化draw调用：
       当调用glDrawArrays或glDrawElements时，GPU驱动须要收集全部当前OpenGL ES状态、纹理和顶点属性数据。然后驱动处理这些数据并产生可在GPU硬件上运行的命令，以运行真正的draw调用。

此操作能够耗费大量的时间，所以假设运行多次调用。它将成为rendering的性能瓶颈。假设多个对象具有同样的rendering參数。但使用不同的纹理，则能够把纹理合并到一个大的纹理中。并调整其相应的纹理坐标就可以。

     ? 避免使用glFlush和glFinish：
       除非你无法避开，否则不要调用glFlush或glFinish，而使用eglSwapBuffers来触发一帧的结束。

(注：glFlush仅仅是把命令发送给Server，但并不等待运行完毕。

假设须要等到Server运行完毕时才返回。则须要调用glFinish，但它严重影响性能。)

3. 发现和消除bottleneck

    基本方法：

    1) 使用专业工具(如DS-5 Streamline)

    2) 在值得怀疑的图形管理阶段。添加或降低负荷，然后观察性能变化情况

    发现和消除bottleneck可參考下面方案：

4. ESSL限定值

   OpenGL ES Shading Language规范定义了各种着色器资源(shader resources)大小的最小值。在Mali GPU实现中，当中一些值大于规范中定义的最小值。经常使用的例如以下表所看到的：