Compute Shaderに触れてみる | mccmmancc2019

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1. Compute Shaderに 触れてみる NCC B2 Kuyuri Iroha 2019.12.23 | MCCMMANCC
2. Kuyuri Irohaについて • FMS 2年 • Twitter ID: @kuyuri_iroha • Shaderとマテリアルが好き • 数学好き、算数苦⼿
3. 今回やること 1. Unityのインストール 2. HLSLについて 3. Compute Shader 4. Shader内のRGBA 5. サンプルをいじる
4. Unityのインストール https://unity3d.com/get-unity/download/archive 下記リンクから、Unity 2019.2.15をインストール 今回使うサンプルのリポジトリをクローン https://github.com/Kuyuri-Iroha/mccmmancc2019
5. HLSLについて UnityのCompute Shaderは ⼤体DirectComputeと同じ書き⽅ができる というわけで サンプルを触る前にHLSLを軽く解説します
6. MicrosoftがNVIDIAと協⼒して開発したシェーディング⾔語 • NVIDIAのCg (C for Graphics)とよく似ている 基本的な⽂法はC/C++と⼤体同じ • ベクトルと⾏列のデータ型と便利な組み込み関数を備えている HLSL (High Level Shader Language)
7. HLSLの主要なデータ型 bool int uint float double ベクトル型 float4 f4Color = {0.0f, 0.1f, 0.5f, 1.0f}; uint2 u2Coord = {20u, 15u}; vector<float, 3> f3Position; • ( スカラー型 )( 成分の数(1~4) ) で指定する ⾏列型 float2x2 fMatrix = {0.0f, 0.1f, 0.5f, 1.0f}; uint1x4 uMatrix = {20u, 15u, 1u, 106u}; matrix<float, 3, 3> f3x3Rotate ; • ( スカラー型 )( 成分の数(1~4) )x( 成分の数(1~4) ) で指定する
8. HLSL組み込み関数 https://technet.microsoft.com/ja-jp/bb509611(v=vs.71) 多すぎるので、リンクのみでお許しください
9. Compute Shader 画像処理⽤に作られたGPUを汎⽤計算に使⽤するための技術である GPGPUをグラフィックスAPIでも活⽤するためのシェーダー 凄まじい数のハードウェアスレッドを持つGPUを プログラマブルシェーダのように使うためのもの ざっくり⾔うと、
10. Compute Shaderのスレッド この場合のスレッド数は (512 * 1 * 1) = 512
11. Compute Shaderの実⾏ https://docs.microsoft.com/ja-jp/windows/win32/api/d3d11/nf-d3d11-id3d11devicecontext-dispatch Dispatchメソッドでスレッドグループ数を指定して実⾏する DirectX11のドキュメントですが、こっちのほうが詳細な情報が書いてあるのでこちらのほうが参考になります スレッドグループ数の合計はDispatchの3引数の積 ⼀回のDispatchでCompute Shaderのkernel関数が 呼び出されるのは スレッドグループ数 * スレッド数
12. e.g. [numthreads(4, 16, 8)]、Dispatch(20, 5, 3)の場合 (4 * 16 * 8) * (20 * 5 * 3) = 153,600 関数の並列実⾏数
13. Shader内のRGBA サンプル中では演算結果を⾊情報として画⾯に表⽰する 0.0 ~ 1.0 float4 color; color.x or color.r color.y or color.g color.z or color.b color.w or color.a 0.0 ~ 1.0 0.0 ~ 1.0 0.0 ~ 1.0 ~ ~ ~ ~
14. サンプルをいじりましょう