GLSL có thực sự thực hiện các phép tính không cần thiết với các giá trị thống nhất (không phải trên mỗi đỉnh) không?

Question

Ví dụ, nếu tôi sử dụng vertex như sau:

#version 400 core 

uniform mat4 projM; 
uniform mat4 viewM; 
uniform mat4 modelM; 

in vec4 in_Position; 

out vec4 pass_position_model; 

void main(void) { 
    gl_Position = projM * viewM * modelM * in_Position; 
    pass_position_model = modelM * in_Position; 
} 

Nó sẽ làm projM * viewM * modelM nhân ma trận cho mỗi đỉnh, hoặc nó nó đủ thông minh để tính toán, nếu một lần và không tính toán lại cho đến khi biến đồng đều được thay đổi? Nếu nó không phải là "đủ thông minh", thì có cách nào để tối ưu hóa nó ngoài việc tính toán tất cả các giá trị phụ thuộc vào thống nhất trên CPU và gửi chúng dưới dạng biến thống nhất cho GPU không?
Ngoài ra tôi quan tâm đến các giải pháp có thể được chuyển sang OpenGL ES 2.0 sau mà không gặp sự cố.

Answer 1

Vì vậy, không có câu trả lời chung, như tôi hiểu. Tôi đã làm một số xét nghiệm trên phần cứng của tôi, mặc dù. Tôi có 2 GPU trong khoảng không quảng cáo của mình, Intel HD Graphics 3000 và NVidia GeForce GT 555M. Tôi đã thử nghiệm chương trình của mình (chương trình được viết bằng java/scala) với phép nhân ma trận trong vertex shader, và sau đó di chuyển phép nhân sang chương trình CPU và được kiểm tra lại.

(sphereN - đó là một quả cầu xoay liên tục với 2 * N^2 quads, được vẽ bằng glDrawElements (GL_QUADS, ...) Với 1 kết cấu và không có bất kỳ ánh sáng/hiệu ứng khác)

nhân ma trận trong vertex:

intel: 
    sphere400: 57.17552887364208 fps 
    sphere40: 128.1394156842645 fps 
nvidia: 
    sphere400: 134.9527665317139 fps 
    sphere40: 242.0135527589545 fps 

nhân ma trận trên cpu:

intel: 
    sphere400: 57.37234652897303 fps 
    sphere40: 128.2051282051282 fps 
nvidia: 
    sphere400: 142.28799089356858 fps 
    sphere40: 247.1576866040534 fps 

xét nghiệm cho thấy rằng multiplicating (thống nhất) ma trận trong vertex shader là ý tưởng tồi, ít nhất là trên phần cứng này. Vì vậy, nói chung người ta có thể không dựa vào tối ưu hóa trình biên dịch GLSL tương ứng.

Answer 2

Nó sẽ làm projM * viewM * mô hình nhân ma trận cho mỗi đỉnh, hoặc nó đủ thông minh để tính toán nếu một lần và không tính toán lại cho đến khi biến thống nhất được thay đổi?

Yêu cầu nhà phát triển triển khai OpenGL được đề cập. Các đặc điểm kỹ thuật OpenGL không có gì để nói về điều này, nhưng trình điều khiển và trình biên dịch GLSL nhà văn có thể đã thực hiện tối ưu hóa cho việc này.

Nếu nó không phải là "đủ thông minh", sau đó là có một cách để tối ưu hóa nó khác hơn tính toán tất cả các giá trị thống nhất phụ thuộc vào CPU và gửi chúng dưới dạng các biến thống nhất cho GPU?

Không. Bạn phải tự mình thực hiện công việc này.

Answer 3

Tất cả các tối ưu hóa OpenGL và GLSL đều là nhà cung cấp cụ thể. Nó là khá khó để nói đầu ra cuối cùng từ trình biên dịch glsl là gì.

Bạn có thể xem tại đây để biết thông tin cụ thể nhà cung cấp: http://renderingpipeline.com/graphics-literature/low-level-gpu-documentation/

Đối với mã của bạn, bạn có thể luôn luôn 'gói' ma trận vào bộ đồng phục mới: matModelViewProjection, nhân nó trong ứng dụng và gửi nó vào vertex shader.

Answer 4

Điều đó phụ thuộc hoàn toàn vào trình điều khiển. OpenGL là một đặc điểm kỹ thuật, nếu bạn trả tiền cho họ để có quyền thực hiện một cuộc xâm lược, họ sẽ cung cấp cho bạn một lời giải thích mẫu để sử dụng, nhưng đó là nó.

Bên cạnh đó bạn cần xem xét các hạn chế nhân ma trận, làm projM * viewM * modelM * vertex không giống như thực hiện vertex * projM * viewM * modelM. Đó là bởi vì ma trận được nhân từ phải sang trái, và thứ tự quan trọng với điều đó. Vì vậy, trình đổ bóng không thể tính toán trước projM * viewM * modelM để chia sẻ giữa các đỉnh, bởi vì điều đó sẽ cho bạn kết quả không có thật.