Tại sao truy cập kết cấu chậm hơn nhiều khi tính toán tọa độ kết cấu trong shader mảnh?

Khi sử dụng kết cấu trong GLSL, cách tốt nhất là tính toán tọa độ kết cấu cuối cùng trong trình tạo bóng đỉnh và bàn giao chúng cho trình tạo bóng mảnh bằng varyings. Ví dụ với một lần lật đơn giản trong tọa độ y:

// Vertex shader
attribute vec2 texture;
varying highp vec2 texCoord;
// ...
void main() {
    texCoord = vec2(texture.x, 1.0-texture.y);
    // ...
}

// Fragment shader
varying highp vec2 textureCoordinates;
uniform sampler2D tex;
// ...
void main() {
    highp vec4 texColor = texture2D(tex, texCoord);
    // ...
}

Nếu việc lật trong tọa độ y hoặc một thao tác thậm chí đơn giản hơn như thêm vec2(0.5)vào tọa độ kết cấu được thực hiện trong trình đổ bóng mảnh thì việc truy cập kết cấu sẽ chậm hơn nhiều. Tại sao?

Một lưu ý, ví dụ, pha trộn hai kết cấu, sử dụng tổng trọng số của chúng, rẻ hơn nhiều về thời gian và cũng cần phải được thực hiện cho từng pixel, do đó, việc tính toán tọa độ kết cấu dường như không tốn kém.

Những gì bạn đang nói về thường được gọi là "đọc kết cấu phụ thuộc" trong cộng đồng phát triển di động. Đây là một chi tiết triển khai của một số phần cứng nhất định và do đó, nó thực sự phụ thuộc vào GPU về việc nó có bất kỳ ý nghĩa về hiệu suất hay không. Thông thường, đó là thứ bạn thấy mang đến cho PowerVR GPU trong phần cứng của Apple, vì nó được đề cập rõ ràng trong cả Tưởng tượng và Appletài liệu. Nếu tôi nhớ lại một cách chính xác, vấn đề cơ bản đến từ phần cứng trong GPU sẽ bắt đầu tìm nạp trước kết cấu trước khi trình đổ bóng mảnh vỡ bắt đầu chạy, để nó có thể làm tốt hơn việc che giấu độ trễ. Các tài liệu tôi liên kết đề cập rằng nó không còn là vấn đề đối với phần cứng Series6, vì vậy ít nhất là trên phần cứng mới hơn của Apple, đó không phải là điều mà bạn phải lo lắng. Tôi thực sự không chắc chắn về các GPU di động khác, vì đó không phải là lĩnh vực chuyên môn của tôi. Bạn nên thử và tham khảo tài liệu của họ để tìm hiểu cho chắc chắn.

Nếu bạn quyết định thực hiện một số tìm kiếm của Google về vấn đề này, hãy lưu ý rằng có thể bạn sẽ tìm thấy một số tài liệu cũ hơn nói về kết cấu phụ thuộc tìm nạp trên phần cứng máy tính để bàn cũ hơn. Cơ bản trong những ngày đầu của các shader pixel / mảnh, thuật ngữ "tìm nạp kết cấu phụ thuộc" được gọi là sử dụng địa chỉ UV dựa trên tìm nạp kết cấu trước đó. Ví dụ kinh điển là kết xuất bản đồ môi trường được lập bản đồ, nơi bạn muốn sử dụng vectơ phản chiếu dựa trên bản đồ bình thường để lấy mẫu bản đồ môi trường. Trên phần cứng cũ hơn này có một số hàm ý hiệu năng chính và tôi nghĩ rằng nó thậm chí không được hỗ trợ trên một số GPU rất cũ. Với GPU hiện đại, phần cứng và shader ISA được khái quát hơn nhiều, và do đó, tình hình hiệu năng phức tạp hơn nhiều.