glsl - WebGL/GLSL 中间变量是否可以提高性能且没有任何缺点？

Question

当使用至少 2 次以上时，中间变量是否可以系统地提高性能且没有任何缺点？

让我们举一个实用的例子:

vec4 right = doubleUV + vec4(size.x, 0.0, 2.0 * size.x, 0.0);
vec4 left  = doubleUV - vec4(size.x, 0.0, 2.0 * size.x, 0.0);
vec4 up    = doubleUV + vec4(0.0, size.y, 0.0, 2.0 * size.y);
vec4 down  = doubleUV - vec4(0.0, size.y, 0.0, 2.0 * size.y);  

我们可以看到 2.0 * size.x 和 2.0 * size.y 并使用了多次。使用中间变量让我直观地将这段代码重构为:

float sizex2 = 2.0 * size.x;
vec4 right = doubleUV + vec4(size.x, 0.0, sizex2, 0.0);
vec4 left  = doubleUV - vec4(size.x, 0.0, sizex2, 0.0);

float sizey2 = 2.0 * size.y;
vec4 up    = doubleUV + vec4(0.0, size.y, 0.0, sizey2);
vec4 down  = doubleUV - vec4(0.0, size.y, 0.0, sizey2);  

除了可读性之外，这是一个可以系统应用的良好的“无需思考”的性能实践吗？或者我应该考虑额外乘法与变量分配的性能成本？

作为一个附带问题:额外的临时变量可能会损害性能吗？这很难测试，因为 GLSL 代码是针对 WebGL 的，并且将由多种编译器编译。某些 GLSL 编译器是否足够智能，可以将冗余的小代码片段分组？

Answer 1

对于简单的重复乘法，临时变量不会提高性能。但是，当进行更复杂的运算(如倒数、平方、平方根、点积)时，引入额外的变量可能会产生明显的影响(对于不会优化它的编译器)。

我不会担心插入临时变量的性能，因为这些变量将存储到 GPU 矢量化寄存器中。
但是，如果您添加的变量多于寄存器，您将面临以下风险:

• 在某些 GPU 上编译着色器失败。
• 寄存器溢出，其中需要直接从 GPU 执行单元本地内存 ( ARM mobile GPU docs ) 存储和访问变量。

作为替代方法(至少对我来说更清楚):

vec4 v1 = vec4(size.x, 0.0, 2.0 * size.x, 0.0);
vec4 right = doubleUV + v1;
vec4 left  = doubleUV - v1;

vec4 v2 = vec4(0.0, size.y, 0.0, 2.0 * size.y);
vec4 up    = doubleUV + v2;
vec4 down  = doubleUV - v2; 

Here您可以看到 GGX 着色模型以及分组为变量的操作的复杂性。