performance - 为什么纹理查找比直接计算慢得多？

Question

我正在研究 oculus Rift 失真着色器的 OpenGL 实现。着色器通过获取输入纹理坐标(包含先前渲染场景的纹理)并使用失真系数对其进行变换，然后使用变换后的纹理来确定片段颜色来工作。

我希望通过预先计算失真并将其存储在第二个纹理中来提高性能，但结果实际上比直接计算慢。

直接计算版本基本是这样的:

float distortionFactor(vec2 point) {
    float rSq = lengthSquared(point);
    float factor =  (K[0] + K[1] * rSq + K[2] * rSq * rSq + K[3] * rSq * rSq * rSq);
    return factor;
}

void main()
{
    vec2 distorted = vRiftTexCoord * distortionFactor(vRiftTexCoord);
    vec2 screenCentered = lensToScreen(distorted);
    vec2 texCoord = screenToTexture(screenCentered);
    vec2 clamped = clamp(texCoord, ZERO, ONE);
    if (!all(equal(texCoord, clamped))) {
        vFragColor = vec4(0.5, 0.0, 0.0, 1.0);
        return;
    }
    vFragColor = texture(Scene, texCoord);
}

其中 K 是作为统一传入的 vec4。

另一方面，置换贴图查找如下所示:

void main() {
    vec2 texCoord = vTexCoord;
    if (Mirror) {
        texCoord.x = 1.0 - texCoord.x;
    }
    texCoord = texture(OffsetMap, texCoord).rg;
    vec2 clamped = clamp(texCoord, ZERO, ONE);
    if (!all(equal(texCoord, clamped))) {
        discard;
    }
    if (Mirror) {
        texCoord.x = 1.0 - texCoord.x;
    }
    FragColor =  texture(Scene, texCoord);
}

还有一些其他操作可以校正纵横比并考虑镜头偏移，但它们非常简单。期望它胜过简单的纹理查找真的合理吗？

Answer 1

GDDR 内存具有相当高的延迟，现代 GPU 架构具有大量的数字运算能力。过去情况正好相反，GPU 无法进行计算，以至于通过从立方体贴图获取数据进行归一化的成本更低。

抛出一个事实，即您没有做 普通 这里的纹理查找，而是 受抚养人 查找，这并不奇怪。由于您从中获取的位置取决于另一次获取的结果，因此不可能预取/有效缓存(一种有效的延迟隐藏策略)着色器所需的内存。这不是“简单的纹理查找”。

更重要的是，除了进行依赖纹理查找之外，您的第二个着色器还包括 discard关键词。这将有效地消除在许多硬件上进行早期深度测试的可能性。

老实说，我不明白你为什么要“优化”distortionFactor (...)函数进行查找。它使用 平方长度 ，所以你甚至没有处理 sqrt ，只是一堆乘法和加法。