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Occlusion-Culling, View-Frustrum-Culling und damit die zu rendernde Geometriegröße reduzieren.

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trotzdem viel zu viele Render-Calls hat.

Um dem entgegen zu wirken, würde ich Techniken wie Instancing einsetzen.

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BSP Trees verwendet nämlich meines Wissens kaum noch jemand

Ich wüsste nicht was gegen BSP-Trees spricht.
Ohne eine solche Baumunterteilung, lassen sich Techniken wie Frustum Culling oder Kollisionsberechnung nur ineffizient implementieren
Ich würde allerdings Okttrees bevorzugen, da die Implementierung einfacher ist und man Rekursionstiefe einspart.

Die Frostbite-Engine benutzt zum Frustum Culling einfach ein flaches Array aus ZeichenbarenDingen (tm) und cullt parallel auf allen Kernen gegen ganz simple Bounding Spheres. Soweit ich weiß, stand mal in irgendeiner Präsentation. Die Gewinne durch hierarchische Vorunterscheidung, wie sie alle Beschleunigungsstrukturen im Grunde bieten, scheinen heutzutage durch die nicht-lineare Ausführung wieder aufgefressen zu werden. CPU wie GPU sind ja am schnellsten, wenn sie sich linear ohne Unterscheidungen durch die Daten fressen können.

Abgesehen davon würde ich für große Objektzahlen tatsächlich Instancing empfehlen. Das lohnt sich wohl aber nur bei einem Deferred Renderer irgendeiner Art, für Forward Renderer sind durch die verschiedenen Lichteinflüsse die Shader-Parameter pro Instanz zu unterschiedlich, um Instancing anwenden zu können.

(Älterer) Erfahrungsbericht: ich habe vor einigen Jahren auch mal eine automatische Instancing-Erkennung in die Splitterwelten eingebaut. Hat die Anzahl der DrawCalls auch tatsächlich grob halbiert, aber mehr ging nicht wegen zu unterschiedlicher Objektparameter. Und es war netto sogar ein Performance-Verlust, weil die eingesparten DrawCalls durch das Locken dynamischer Instanz-VertexBuffer und für die Wechsel der Vertex Declaration mehr als draufgingen. Selbst wenn ich auch Einzelobjekte als Instanzen gezeichnet habe, um den Wechsel der Vertex-Deklaration zu vermeiden, war es am Ende immer noch ein Nullsummen-Spiel.

Das statische Zusammenfassen größerer Objektgruppen in feste Sammel-Meshes hat dagegen viel gebracht. Das würde ich auch jederzeit empfehlen.

Es komm auch immer die Szene an. am meisten performance bringt wohl batching und Culling. Die dazu benötigten Techniken wurden schon genannt:

1. Octree für hierarchisches Culling (geeignet für Outdoor-Szenen)
2. Portal-System (Indoor)

Ansonsten sind Instancing und Occlusion Culling meiner Meinung nach schon eher "exotische" Methoden, um Performance zu erhöhen. Batching (wenige Drawcalls) durch zusammenfassen statischer Geometrie (Ogre hat dazu sogar methoden, das zur Laufzeit zu tun), Texturatlanten machen wohl sehr viel aus.

Hardware Instancing geht halbwegs stressfrei ab DX9. Google mal nach IDirect3DDevice9::SetStreamSourceFreq - damit stellt man das zugegebenermaßen etwas umständlich ein. Klappt aber prima, nutzen wir seit geschätzt vielleicht 2007 für den Bodenbewuchs.

Jede Art von Culling geht natürlich nur pro Batch, also für alle Instanzen eines DrawCalls gemeinsam. Ab DX10 könnte man dann was im GeometrieShader drehen, aber ich glaube, das lohnt sich nicht.

Zum Thema "Textur-Atlanten" habe ich heute einen 50-seitigen Projektbericht abgegeben (für mein Master-Projekt - das ist quasi die Vorstufe zur Master-Thesis).
Mit der Technik habe ich auch sehr gute Erfahrungen gemacht.
Wer Interesse hat: hier ist das PDF!

Danke David das du diese Arbeit mit uns teilst. Sie ist sehr informativ und das ein oder andere konnte ich so auch noch lernen.
Danke dir.

Grüsse Spitzohr