c++ - 在片段着色器 OpenGL 中写入多个 3d 纹理

Question

我有一个 3D 纹理，我在其中写入数据并以这种方式将其用作片段着色器中的体素:

#extension GL_ARB_shader_image_size : enable
...
layout (binding = 0, rgba8) coherent uniform image3D volumeTexture;
...
void main(){
vec4 fragmentColor = ...
vec3 coords = ...
imageStore(volumeTexture, ivec3(coords), fragmentColor);
}

纹理是这样定义的

glGenTextures(1, &volumeTexture);
glBindTexture(GL_TEXTURE_3D, volumeTexture);
glTexImage3D(GL_TEXTURE_3D, 0, GL_RGBA8, volumeDimensions, volumeDimensions, volumeDimensions, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, 0);

然后在我必须使用它的时候使用它

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_3D, volumeTexture);

现在我的问题是，我想要这个的 mipmapped 版本并且不使用 opengl 函数，因为我注意到它非常慢。所以我想同时在所有级别写入 3D 纹理，例如，最大分辨率为 512^3，当我在该 3dtex 中写入 1 体素 VALUE 时，我也为 256^3 写入 0.125*VALUE体素和 0.015625*VALUE 用于 126^3 等。因为我使用的是 imageStore，它使用原子性，所有值都将被写入并使用这些权重，我会自动获得平均值(不完全像插值，但我可能会得到一个令人满意的结果反正)。 所以我的问题是，拥有多个 3d 纹理并同时写入所有 3d 纹理的最佳方法是什么？

Answer 1

我相信硬件 mipmap 的速度与您所能达到的差不多。我一直认为尝试自定义 mipmap 会比较慢，因为您必须依次手动绑定(bind)和光栅化到每个层。原子将引起巨大的争论，而且速度会非常慢。即使没有原子，您也会否定 mipmap 的 O(log n) 构造。

在访问顺序和缓存方面，您必须非常小心 imageStore。我将从这里开始并尝试一些不同的索引(例如行/列与列/行)。

您可以尝试以旧方式绘制纹理，方法是将其绑定(bind)到 FBO 并使用 glDrawElementsInstanced 绘制全屏三角形(覆盖视口(viewport)的大三角形)。在几何着色器中，将 gl_Layer 设置为实例 ID。光栅化器为 x/y 创建片段，图层给出 z。

最后，即使按照今天的标准，512^3 也只是一个巨大的纹理。也许找出你的理论最大 gpu 带宽来了解你有多远。例如。假设您的 GPU 可以达到 200GB/s。无论如何，在好的情况下你可能只会得到 100。你的 512^3 纹理是 512MB，所以你可以在 ~5ms 内写入它(imo 这看起来非常快，也许我犯了一个错误)。预计管道的其余部分会产生一些开销和延迟，产生和执行线程等。如果您正在编写复杂的东西，那么内存带宽不是瓶颈，我的估计超出了范围。所以先尝试只写零。然后尝试更改 coords xyz 顺序。

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更新:除了使用片段着色器来创建线程，还可以使用顶点着色器，理论上可以避免光栅化器开销，尽管我已经看到它表现不佳的情况。您 glEnable(GL_RASTERIZER_DISCARD)，glDrawArrays(GL_POINTS, 0, numThreads) 并使用 gl_VertexID 作为您的线程索引。