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Traza como a mano: modelador 3D libre para arquitectura, ingeniería y diseño 3D. Linux, Windows y macOS. BIM e IFC con IngePresupuestos. Abre archivos .skp.
IngeTrazo 是一款免费开源的 3D 建模软件（类 SketchUp 的"手绘式"建模，支持建筑、工程与 3D 设计，可打开 .skp 文件并支持 BIM/IFC）。本文带你读懂它的性能优化路线图：通过持久空间索引和增量绘制两大核心方案，让百万面片的大模型编辑从"等几十秒"变成"秒级响应"，目标整体提速 10 倍。
IngeTrazo 的 3D 视口：城市模型、组件库与工具栏一览
为什么大模型会"卡"：4 个诚实的瓶颈诊断
优化之前先量清楚。IngeTrazo 团队在与参考建模软件的对比后，把"卡"的来源归为四点（详见 docs/performance-plan.md）：
- 输入到画面的延迟，而非帧率本身——画面已经是 60 fps，但鼠标每次移动都要花 25–40 ms 做拾取和吸附，感知上就像"慢了一倍"；
- 画得太多——没有视锥剔除时，相机在房子里也会把整栋楼都提交给显卡；
- 每帧固定开销——FBO+blit 与覆盖层绘制每帧都要付几毫秒；
- 实例几何被"烘焙"进世界坐标——5 个 23 万面片的绿篱 = 5 份顶点数据重复上传和绘制。
基线成绩（同一台笔记本实测）：
| 指标 | 优化前 | 目标 |
|---|---|---|
| 绘制 28.3 万面片水池模型 | 4–22 ms | ≤ 16 ms（稳定 60 fps） |
| 绘制 5 个绿篱（120 万面片） | 37–40 ms | ≤ 20 ms |
| 悬停延迟（拾取+吸附） | 25–40 ms | ≤ 10 ms |
| 冷启动到首帧完整绘制 | ~11 s | 感知 ≤ 2 s |
| 缩放时的贴图上传卡顿 | ~100 ms | 无 ≥ 33 ms 的帧 |
优化路线图：先"少画"，再"画得快" ⚡
路线图的四个原则：先测量再优化、少画比画快更重要、只在测量证明必要时才上原生代码、Python 内核是护城河而非瓶颈。具体分五个阶段：
- P0 帧遥测（已完成）：GPU 计时查询 + 逐通道耗时（面/边/轮廓/覆盖层/blit），设置
INGETRAZO_PERF=1即可在性能日志中看到每帧frame gl=..ms ovl=..ms py=..ms lat=..ms，一眼定位最贵的三处开销； - P1 视锥剔除（已完成）：每个图块（chunk）都有包围盒，提交前先用一次向量化的 NumPy 运算批量剔除视野外的图块——数百个图块只需微秒级；
- P2 GPU 实例化：组件不再逐份烘焙顶点，而是一个原型 VBO + 每实例一个 64 字节矩阵，5 个绿篱的显存和绘制成本 ≈ 1 个绿篱；
- P3 输入延迟：拾取加了图块预过滤后，模型拾取从41 ms 降到 1.8 ms（约 23 倍），悬停预算压缩到 10 ms 内；
- P4 异步化卡顿：磁盘图块缓存让绿篱重建从 8.5 s 降到0.47 s，贴图上传拆帧后彻底消灭 100 ms 卡顿；
- P5 原生叶子内核（仅按需）：候选项包括三角化（mapbox_earcut）、射线拾取 BVH（Rust/pybind11）等，都作为稳定接口后面的"可插拔内核"，绝不重写整个引擎。
同时明确"不做什么"：不重写 C++/Rust 引擎、不换渲染库、暂不上 LOD/替身系统——先让剔除和实例化落地。
编辑提速的关键：持久空间索引 + 增量绘制 🎯
"看"已经快了（1000 个组的广场模型环绕仅约 8 ms/帧），真正慢的是编辑和超大模型。ROADMAP.md 给出的四个对症方案：
| 你做的事 | 现在（0.5.8） | 目标 |
|---|---|---|
| 在大组内绘制或编辑 | ~0.7 s/次 | < 0.15 s |
| 普通推/拉（Push/Pull） | 0.6–1.3 s | < 0.3 s |
| 地形上推/拉 | 16–24 s | 1–3 s（约 10 倍） |
| 打开百万面片模型 | 数十秒 + 数 GB 内存 | 降到零头 |
对应的 4 个技术点，正好回答了"为什么卡"：
- 持久空间索引（persistent spatial index）：每次编辑后，引擎原来会重新检查离编辑点很远的几何；引入持久的空间索引后，编辑只需要"看一眼"邻域，索引随模型常驻、增量维护；
- 真·增量绘制：编辑后只把变化的面重新传给显卡，而不是重建整个模型的图块；
- 局部朝向判定："面的哪一侧是外侧"不再对整个实体重算，只在编辑点附近判断；
- 轻量组件：目前每个面是一个 Python 对象（约 3 KB），画房子没问题，但导入数百万面片的植物模型就太重——几何将保存为紧凑数组，直到你进入组件内部编辑才展开。
IngeTrazo 的 3D 地形功能，是"大面片模型提速"的典型测试场景
用数据说话：基准测试怎么跑、怎么看 📊
IngeTrazo 把性能当成"回归测试"来管，所有结论必须有前后对比数据：
- 发布前自动基准：
scripts/release_check.sh用同一个文档对比新旧版本，结果存为 benchmarks/results/0.5.8.json 等逐版本文件，慢漂移和内存泄漏会以趋势暴露。指标包括：绘制、环绕帧、VBO 重同步、图块冷重建、拾取索引冷构建、60 次悬停等（详见 benchmarks/README.md）； - 手势级交互基准：scripts/bench_interaction.py 用真实 Qt 鼠标/滚轮/键盘事件驱动应用，把每个事件拆成 handler / paint / other / gpu 四段，报告 median、p95、以及超过 16.7 ms（一帧）和 33 ms（两帧）的事件占比——"占比"才是"卡顿"的准确定义；
- 可复现的测试模型：scripts/bench_models.py 构建同一座合成城市的 4 种规模（city-S 8 千面 → city-XL 107.5 万面），例如 benchmarks/interaction-baseline.json 中 33 万面的 city-L：环绕中位数 14.97 ms 很流畅，而 Line 工具悬停中位数 103 ms——这正是拾取/吸附优化的靶子；
- 防退化：性能 PR 必须附带"前后数据"，几何引擎改动会被重点审查，"它会在真实模型上测量通过之前，不会合入"。
拾取索引的向量化改造有专门的回归测试守护（tests/test_pick_index.py：以前在 1.7 万面片建筑上每次鼠标移动要 1–2 s，现在批量走 NumPy 数组，并由视图端 views/viewport.py 中的_pick_index等方法承载）。
总结：对普通用户意味着什么
- 大模型编辑从"分钟级"走向"秒级"：地形推/拉 16–24 s → 1–3 s，是标题里"10 倍"最直接的来源；
- 感知流畅度先于帧率：拾取 41→1.8 ms、悬停 ≤10 ms 的目标，解决的是"鼠标追不上画面"的问题；
- 大文件打开更快：0.5.8 已落地的新存储格式让大模型打开快 3 倍、体积降到 1/3，后续异步冷启动会把"可交互时间"压到 2 秒内；
- 每一步都有测量背书：
INGETRAZO_PERF=1+ 逐版本基准文件，性能承诺不是口号，而是可复核的数字。
如果你手里有"用起来慢"的真实模型，项目方欢迎分享用于基准——性能路线图的下一站，就是让这些数字继续往下掉。✅
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