Analiza 2. zadania konkursu shaderów

Mateusz Małek Anshar Studios Analiza 2. zadania konkursu shaderów (https://konkurs.polskigamedev.pl/)

Na czym polega zadanie?

Agenda

Agenda 1

Agenda 1 2

Agenda 1 2 3

Agenda 1 2 3 Optymalizacja 4

1 Problem

1 Problem • Rozmiar: 8px x 8px

1 Problem • Rozmiar: 8px x 8px • Format: uint8
(kanał R)

(kanał R) • Filtrowanie: trójliniowe

(kanał R) • Filtrowanie: trójliniowe • „Zawijanie”: Repeat

(kanał R) • Filtrowanie: trójliniowe • „Zawijanie”: Repeat Konfiguracja narzucona z góry

(kanał R) • Filtrowanie: trójliniowe • „Zawijanie”: Repeat

Filtrowanie trójliniowe

Filtrowanie trójliniowe Interpolujemy 4 teksele znajdujące się w okolicy punktu
próbkowania (filtrowanie dwuliniowe)

próbkowania (filtrowanie dwuliniowe) Interpolujemy teksele z 2 „najbardziej odpowiednich” mipmap

próbkowania (filtrowanie dwuliniowe) Interpolujemy teksele z 2 „najbardziej odpowiednich” mipmap Interpolacja między tymi wartościami

próbkowania (filtrowanie dwuliniowe) Interpolujemy teksele z 2 „najbardziej odpowiednich” mipmap

Filtrowanie punktowe

Filtrowanie punktowe Pobieramy 1 teksel znajdujący się najbliżej punktu próbkowania

Filtrowanie punktowe Pobieramy 1 teksel znajdujący się najbliżej punktu próbkowania
Pobieramy teksel z 1 mipmapy

Czyli wystarczy zmienić filtrowanie na punktowe?

Czyli wystarczy zmienić filtrowanie na punktowe? ̶ Tak, ale…

Czyli wystarczy zmienić filtrowanie na punktowe? 1) Zasady konkursu ̶
Tak, ale…

Czyli wystarczy zmienić filtrowanie na punktowe? 1) Zasady konkursu 2)
Byłoby to niezbyt mądre… ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… 4 (, 2 ) ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… 4 (, 2 ) - 264 cykli ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… Zamiast tego lepiej użyć funkcji texelFetch 4 (, 2 ) - 264 cykli ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… Zamiast tego lepiej użyć funkcji texelFetch 4 (, 2 ) - 264 cykli 4 ℎ(, 2 , ) ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… Zamiast tego lepiej użyć funkcji texelFetch 4 (, 2 ) - 264 cykli 4 ℎ(, 2 , ) - 120 cykli ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… Zamiast tego lepiej użyć funkcji texelFetch 4 (, 2 ) - 264 cykli 4 ℎ(, 2 , ) - 120 cykli Zawsze LOD 0 ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… Zamiast tego lepiej użyć funkcji texelFetch 4 (, 2 ) - 264 cykli 4 ℎ(, 2 , ) - 120 cykli Koordynaty jako ivec2 ̶ Tak, ale…

Byłoby to niezbyt mądre… Zamiast tego lepiej użyć funkcji texelFetch 4 (, 2 ) - 264 cykli 4 ℎ(, 2 , ) - 120 cykli Próbkowanie mipmapy A 120 cykli + Próbkowanie mipmapy B 120 cykli + Liczenie LOD + interpolacja 24 cykle 264 cykle ̶ Tak, ale…

Problem 2

Problem 2 (1.0 − ε; ε) (ε; ε) (1.0 −
ε; ε) (ε; ε) (ε; ε) (ε; ε) (1.0 − ε; ε) (1.0 − ε; ε)

Problem 2 (1.0 − ε; ε) (ε; ε) (1.0 −
ε; ε) (ε; ε) (ε; ε) (ε; ε) (1.0 − ε; ε) (1.0 − ε; ε) „Nieciągłość gradientu współrzędnych tekstury”

Skąd takie współrzędne?

Skąd takie współrzędne? = ℎ1, ;

Skąd takie współrzędne? = ℎ1, ; Rozwiązanie?

Skąd takie współrzędne? = ℎ1, ; Rozwiązanie? = ℎ1, ;

Skąd takie współrzędne? = ℎ1, ; Rozwiązanie? = ℎ1, ;
Problem naprawiony?

( + 1.0 − ε; ε) ( + 1.0 +
ε; ε) ( + 2.0 −ε; ε) ( + 2.0 +ε; ε) ( + 3.0 + ε; ε) ( + 3.0 − ε; ε) ( + 0.0 + ε; ε) ( + 4.0 − ε; ε)

( − 2.0 + ε; ε) ( + 2.0 −
ε; ε)

( − 2.0 + ε; ε) ( + 2.0 −
ε; ε) ?

Wzór liczący UV

= 2 ∗ tan−1 Wzór liczący UV

= 2 ∗ tan−1 Wzór liczący UV Y - wartość
wyliczona na podstawie fragCoord oraz iTime

= 2 ∗ tan−1 Wzór liczący UV Wzór tylko dla
współrzędnej x

= 2 ∗ tan−1 Wzór liczący UV Jaki jest zakres
współrzędnej UVx?

= 2 ∗ tan−1 Wzór liczący UV . = 2.0
∗ . , . / Jaki jest zakres współrzędnej UVx?

∗ . , . / Jaki jest zakres współrzędnej UVx? , ; __ ; Funkcja atan w OpenGL:

∗ . , . / Jaki jest zakres współrzędnej UVx? , ; __ ; Funkcja atan w OpenGL: Poprawny wynik gdy punkt (x,y): leży w I, II, III lub IV ćwiartce układu leży w I lub IV ćwiartce układu

∗ . , . / Jaki jest zakres współrzędnej UVx? , ; __ ; Funkcja atan w OpenGL: Wynik należy do zakresu: < −; > < − 2 ; 2 >

∗ . , . / Jaki jest zakres współrzędnej UVx? < −; >

∗ . , . / Jaki jest zakres współrzędnej UVx? < −2; 2 >

∗ . , . / Jaki jest zakres współrzędnej UVx? < −2; 2 > Mamy to!

Skąd się bierze artefakt?

Skąd się bierze artefakt? • Z „nieciągłości gradientu współrzędnych tekstury”

…ale najpierw coś prostszego:

…ale najpierw coś prostszego: • „Pochodna cząstkowa w odniesieniu do przestrzeni ekranowej”

…ale najpierw coś prostszego: • „Pochodna cząstkowa w odniesieniu do przestrzeni ekranowej” Tak naprawdę proste mechanizmy z fikuśnymi nazwami

Uruchamianie fragment shaderów

Uruchamianie fragment shaderów Tekstura do której renderujemy trójkąt Dane wysyłane
na GPU

Uruchamianie fragment shaderów Batch / Warp / Wavefront (AMD) (Nvidia)
Tekstura do której renderujemy trójkąt Dane wysyłane na GPU

Uruchamianie fragment shaderów Batch / Warp / Wavefront (AMD) (Nvidia)
32 wątki 64 wątki Tekstura do której renderujemy trójkąt Dane wysyłane na GPU

Uruchamianie fragment shaderów Zajmiemy się analizą tego bloku Tekstura do
której renderujemy trójkąt Dane wysyłane na GPU

Pojedynczy blok pikseli 2x2

Pojedynczy blok pikseli 2x2 void mainImage(out vec4 fragColor, in vec2
fragCoord) { vec2 uv = fragCoord/iResolution.xy; fragColor = vec4(uv, 0.0,1.0); }

fragCoord) { vec2 uv = fragCoord/iResolution.xy; fragColor = vec4(uv, 0.0,1.0); } %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4

fragCoord) { vec2 uv = fragCoord/iResolution.xy; fragColor = vec4(uv, 0.0,1.0); } %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 PS Powyższy listing jest bardzo uproszczony

%1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 =
OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 Wszystkie instrukcje naszego shadera

%1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 =
OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D Piksele bloku, który renderujemy

Piksel A Piksel B Piksel C Piksel D %1 =
OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D Tutaj również piksele z renderowanego bloku

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D Rejestry wykorzystywane przez poszczególne piksele

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D Wartości rejestrów w poszczególnych krokach

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 (powyżej widzimy wyłącznie komponenty x i y rejestrów)

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1

OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 = OpFDiv %1 %2 %4 = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 A B C D 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 Uwaga! Rejestry pikseli na zewnątrz trójkąta również są uzupełniane.

Pochodna cząstkowa w odniesieniu do przestrzeni ekranowej

Pochodna cząstkowa w odniesieniu do przestrzeni ekranowej ; ; ;
; HLSL GLSL

; HLSL GLSL ddx ddx(x) = wartość x z prawego piksela - wartość x z lewego piksela

; HLSL GLSL ddy ddy(x) = wartość x z dolnego piksela - wartość x z górnego piksela

Piksel A Piksel B Piksel C Piksel D R1 R2
R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D Wstawione nazwy zmiennych

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %1 (ddx(uv)) = OpDPdx %3 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %1 (ddx(uv)) = OpDPdx %3 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D Wartość rejestru R1 już nie jest potrzebna 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %1 (ddx(uv)) = OpDPdx %3 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D 0.09 0 12 8 0.54 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.54 0.31 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.31 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %1 (ddx(uv)) = OpDPdx %3 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D 0.09 0 12 8 0.54 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.54 0.31 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.31 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 = 0.63 – 0.54 0 = 0.44 – 0.44

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %1 (ddx(uv)) = OpDPdx %3 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D 0.09 0 12 8 0.54 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.54 0.31 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.31 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 = 0.63 – 0.54 0 = 0.31 – 0.31

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %1 (ddx(uv)) = OpDPdx %3 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D 0.09 0 12 8 0.54 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.54 0.31 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.31 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 ddx(uv) – dla każdego piksela taka sama wartość

R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 6.5 3.5 0 0 0 0 0 0 7.5 3.5 0 0 0 0 0 0 6.5 2.5 0 0 0 0 0 0 7.5 2.5 0 0 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0 0 0 0 7.5 3.5 12 8 0 0 0 0 6.5 2.5 12 8 0 0 0 0 7.5 2.5 12 8 0 0 0 0 6.5 3.5 12 8 0.54 0.44 0 0 7.5 3.5 12 8 0.63 0.44 0 0 6.5 2.5 12 8 0.54 0.31 0 0 7.5 2.5 12 8 0.63 0.31 0 0 6.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.44 0 0 0.54 0.44 0 1 7.5 3.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.44 0 0 0.63 0.44 0 1 6.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.54 0.31 0 0 0.54 0.31 0 1 7.5 2.5 0 0 12 8 0 0 0.63 0.31 0 0 0.63 0.31 0 1 %1 = OpLoad %gl_FragCoord %2 = OpLoad %iResolution %3 (uv) = OpFDiv %1 %2 %1 (ddx(uv)) = OpDPdx %3 %4 (fragColor) = OpCompositeConstruct %3 %float_0 %float_1 OpStore %gl_FragColor %4 A B C D 0.09 0 12 8 0.54 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.44 0 0 0.09 0 12 8 0.54 0.31 0 0 0.09 0 12 8 0.63 0.31 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 0.09 0 0 0 Jeżeli byłoby ddy(uv) 0 = 0.54 – 0.54 -0.13 = 0.31 – 0.44

Nieciągłość gradientu współrzędnych tekstury

Nieciągłość gradientu współrzędnych tekstury …ale najpierw parę słów o LOD’ach

LOD 8 LOD 7 LOD 6 LOD 5 LOD 4
LOD 3 LOD 2 LOD 1 LOD 0

LOD 8 LOD 7 LOD 6 LOD 5 LOD 4
LOD 3 LOD 2 LOD 1 LOD 0 Tekstura ma ustawione filtrowanie trójliniowe

Tekstura ma ustawione filtrowanie trójliniowe

Tekstura ma ustawione filtrowanie trójliniowe Wartość zmiennej określającej LOD: 0.0
1.0 2.0 3.0 4. 5. 6. 7. 8.

Tekstura ma ustawione filtrowanie trójliniowe Wartość zmiennej określającej LOD: 0.0
1.0 2.0 3.0 4. 5. 6. 7. 8. 0.0 0.3 0.6 1.5 7.5

Jak jest wyliczana zmienna określająca LOD?

uv: 0.501 0.499 0.500 0.500 0.501 0.500 0.500 0.499

uv: 0.501 0.499 0.500 0.500 0.501 0.500 0.500 0.499 ddx(uv):
(0.001, 0.000) ddy(uv): (0.000, -0.001)

uv: 0.501 0.499 0.500 0.500 0.501 0.500 0.500 0.499 ddx(uv):
(0.001, 0.000) ddy(uv): (0.000, -0.001) uv: 0.6 0.4 0.5 0.5 0.6 0.5 0.5 0.4 ddx(uv): (0.1, 0.0) ddy(uv): (0.0, -0.1) uv: 0.51 0.49 0.50 0.50 0.51 0.50 0.50 0.49 ddx(uv): (0.01, 0.00) ddy(uv): (0.00, -0.01)

Jak jest wyliczana zmienna określająca LOD?

Jak jest wyliczana zmienna określająca LOD? = log2 { ∗
2, ∗ 2}

2, ∗ 2} = ((), ())

2, ∗ 2} = ((), ()) Zależność: im większe ddx(uv) lub ddy(uv) tym większy LOD

ddx(uv): (0.1, 0.0) ddy(uv): (0.0, -0.1) ddx(uv): (0.001, 0.000) ddy(uv):
(0.000, -0.001) ddx(uv): (0.01, 0.00) ddy(uv): (0.00, -0.01)

ddx(uv): (0.1, 0.0) ddy(uv): (0.0, -0.1) ddx(uv): (0.001, 0.000) ddy(uv):
(0.000, -0.001) ddx(uv): (0.01, 0.00) ddy(uv): (0.00, -0.01) Duży LOD Mały LOD Średni LOD

Post Scriptum

Post Scriptum = log2 { ∗ 2, ∗ 2}

Post Scriptum = log2 { ∗ 2, ∗ 2} =
log2 { 2, 2} W dokumentacji wygląda on następująco…

log2 { 2, 2} W dokumentacji wygląda on następująco… = ∂ ∂ , ∂ ∂

log2 { 2, 2} W dokumentacji wygląda on następująco… = ∂ ∂ , ∂ ∂ Krok w przestrzeni pełnej tekstury (a nie znormalizowanej) Krok w przestrzeni ekranu

Wróćmy do pierwotnego problemu…

( − 2.0 + ε; ε) ( + 2.0 −
ε; ε)

ddy(uv) = (4,0) ( − 2.0 + ε; ε) (
+ 2.0 − ε; ε)

ddy(uv) = (4,0) ( − 2.0 + ε; ε) (
+ 2.0 − ε; ε) Bardzo duży LOD

Jak naprawić?

Próbkowanie tekstury

Próbkowanie tekstury Podstawowa funkcja próbkująca: 4 (, 2 )

Próbkowanie tekstury Podstawowa funkcja próbkująca: 4 (, 2 ) ALE
istnieje również inna wersja: 4 (, 2 , 2 , 2 )

istnieje również inna wersja: 4 (, 2 , 2 , 2 ) dPdx, dPdy wyliczane automatycznie dPdx, dPdy podane jawnie

istnieje również inna wersja: 4 (, 2 , 2 , 2 ) PS istnieje również taka wersja: 4 (, 2 , )

Naprawa artefaktu

Naprawa artefaktu Artefakty powstają gdy: . ≈ 4.0

Naprawa artefaktu Artefakty powstają gdy: . ≈ 4.0 …so let’s
hack it…

hack it… 2 = ; −= 2 2. , 0. , ∗ 4 4. , 0. ;

hack it… 2 = ; −= 2 2. , 0. , ∗ 4 4. , 0. ; Wyznaczmy sobie "zepsute" y

hack it… 2 = ; −= 2 2. , 0. , ∗ 4 4. , 0. ; Jeżeli . > 2.0 …

hack it… 2 = ; −= 2 2. , 0. , ∗ 4 4. , 0. ; … od . odejmij 4.0

hack it… 2 = ; −= 2 2. , 0. , ∗ 4 4. , 0. ;

hack it… 2 = ; −= 2 2. , 0. , ∗ 4 4. , 0. ; Odnośnie hakowania…

Problem 3

Pseudokod shadera

Pseudokod shadera void mainImage(out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord) {
}

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { } }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów } }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy } }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy } trochę maty zmieniającej resultColor }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; }

dużo maty int Segment = określenie segmentu float resultColor =
0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; Pseudokod shadera

dużo maty int Segment = określenie segmentu float resultColor =
0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; Renderowane piksele C D H G A B F E

A B C D E F G H dużo maty
int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E Tutaj również te same piksele

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E Tutaj również te same piksele Uwaga! W rzeczywistości jest 32 lub 64 pikseli

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E Stan pikseli w poszczególnych krokach

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E X X X X X X X X X X

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Jednolity przepływ (uniform flow) Jednolity przepływ (uniform flow)

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Jednolity przepływ (uniform flow) Jednolity przepływ (uniform flow) Niejednolity przepływ (non-uniform flow)

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Z dokumentacji OpenGL: W przepływie niejednolitym wartości pochodnych są niezdefiniowane

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E X X X X X X X X X X X X X X X X X X X =??? =???

int Segment = określenie segmentu float resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = czerwono-czarna kratka else { vec2 ddx, ddy = obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; C D H G A B F E X X X X X X X X X X X X X X X X X X X W tym miejscu mamy wartości niezdefiniowane

A B C D E F G H X X
X X X X X X X X X X X X X X X X X Post Scriptum

A B C D E F G H X X
X X X X X X X X X X X X X X X X X Post Scriptum Maska bitowa jest tworzona

A B C D E F G H X X
X X X X X X X X X X X X X X X X X Post Scriptum Maska bitowa jest tworzona Maska bitowa jest odwracana

A B C D E F G H X X
X X X X X X X X X X X X X X X X X Post Scriptum Maska bitowa jest tworzona Maska bitowa jest odwracana Maska bitowa jest usuwana

Jak naprawić?

Jak naprawić? void mainImage(out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord) {
dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować vec4 resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; }

Jak można usunąć if’a?

Jak można usunąć if’a? • Wykorzystanie funkcji ( , )

Jak można usunąć if’a? • Wykorzystanie funkcji • Wykorzystanie matematyki
( , )

• Wykorzystanie operatora trójargumentowego ?: ( , )

• Wykorzystanie operatora trójargumentowego ?: ( , ) resultColorA = kolor z czerwono-czarnej kratki resultColorB = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy fragColor = Segment < 0.5 ? resultColorA : resultColorB;

• Wykorzystanie operatora trójargumentowego ?: ( , ) resultColorA = kolor z czerwono-czarnej kratki resultColorB = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy fragColor = Segment < 0.5 ? resultColorA : resultColorB; R1 R2 R3 R4

• Wykorzystanie operatora trójargumentowego ?: ( , ) resultColorA = kolor z czerwono-czarnej kratki resultColorB = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy fragColor = Segment < 0.5 ? resultColorA : resultColorB; R1 R2 R3 R4 R3

Operator trójargumentowy

Operator trójargumentowy • Gdzie jest haczyk?

Operator trójargumentowy • Gdzie jest haczyk? • Jaka wydajność?

Operator trójargumentowy R1 R2 R3 R4 R3 vec4 colorA =
UV / iResolution; vec4 colorB = (UV+1) / iResolution; fragColor = Segment < 0.5 ? colorA : colorB; • Gdzie jest haczyk? • Jaka wydajność?

UV / iResolution; vec4 colorB = (UV+1) / iResolution; fragColor = Segment < 0.5 ? colorA : colorB; Wartości rejestrów muszą być wyliczone przed użyciem operatora (w wypadku użycia SPIR-V) • Gdzie jest haczyk? • Jaka wydajność?

UV / iResolution; vec4 colorB = (UV+1) / iResolution; fragColor = Segment < 0.5 ? colorA : colorB; fragColor = Segment < 0.5 ? UV / iResolution : (UV+1) / iResolution; • Gdzie jest haczyk? • Jaka wydajność?

UV / iResolution; vec4 colorB = (UV+1) / iResolution; fragColor = Segment < 0.5 ? colorA : colorB; fragColor = Segment < 0.5 ? UV / iResolution : (UV+1) / iResolution; Kod będzie działał jak zwykły if • Gdzie jest haczyk? • Jaka wydajność?

Operator trójargumentowy • Gdzie jest haczyk? • Jaka wydajność?

Operator trójargumentowy • Gdzie jest haczyk? • Jaka wydajność? =
< 0.5 ? ∶ ;

< 0.5 ? ∶ ; %1 − ; %2 − ; %3 − ;

< 0.5 ? ∶ ; %1 − ; %2 − ; %3 − ; %4 = ℎ %1 %_0_5

< 0.5 ? ∶ ; %1 − ; %2 − ; %3 − ; %4 = ℎ %1 %_0_5 %5 = %4 %4 %4 %4

< 0.5 ? ∶ ; %1 − ; %2 − ; %3 − ; %4 = ℎ %1 %_0_5 %5 = %4 %4 %4 %4 float vec4 vec4

< 0.5 ? ∶ ; %1 − ; %2 − ; %3 − ; %4 = ℎ %1 %_0_5 %5 = %4 %4 %4 %4 %6 = %5 %2 %3

< 0.5 ? ∶ ; %1 − ; %2 − ; %3 − ; %4 = ℎ %1 %_0_5 %5 = %4 %4 %4 %4 %6 = %5 %2 %3 - 4 cykle - 3 cykle - 2 cykle

Naprawa artefaktu

Naprawa artefaktu void mainImage(out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord) {
dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować vec4 resultColor = 0.; if (Segment == 0) resultColor = kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów resultColor = kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy } trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować vec4 resultColor = 0.; if (Segment == 0) vec4 resultColorA= kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów vec4 resultColorB= kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy } vec4 resultColor = Segment < 0.5 ? resultColorA : resultColorB; trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; }

dużo maty wykorzystującej m.in. fragCoord int Segment = określenie segmentu, który mamy wyrenderować vec4 resultColor = 0.; if (Segment == 0) vec4 resultColorA= kolor z czerwono-czarnej kratki else if (Segment == 1) { vec2 ddx, ddy = ręczne obliczenie gradientów vec4 resultColorB= kolor z tekstury na podstawie ddx, ddy } vec4 resultColor = Segment < 0.5 ? resultColorA : resultColorB; trochę maty zmieniającej resultColor fragColor = resultColor; } Pochodne liczone w przepływie jednolitym

Post Scriptum

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL?

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? [branch] if (warunek)
{ jakiś kod gdy warunek spełniony } else { jakiś kod gdy warunek nie spełniony } jakiś kod po instrukcji warunkowej

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? [branch] if (warunek)
{ jakiś kod gdy warunek spełniony } else { jakiś kod gdy warunek nie spełniony } jakiś kod po instrukcji warunkowej [flatten] if (warunek) { jakiś kod gdy warunek spełniony } else { jakiś kod gdy warunek nie spełniony } jakiś kod po instrukcji warunkowej

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? [flatten] if (warunek)
{ zmiennaA = jakiś kod } else { zmiennaA = jakiś inny kod } jakiś kod wykorzystujący zmiennaA

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? R1 [flatten] if
(warunek) { zmiennaA = jakiś kod } else { zmiennaA = jakiś inny kod } jakiś kod wykorzystujący zmiennaA

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? R1 R2 [flatten]
if (warunek) { zmiennaA = jakiś kod } else { zmiennaA = jakiś inny kod } jakiś kod wykorzystujący zmiennaA

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? R1 R2 R3
[flatten] if (warunek) { zmiennaA = jakiś kod } else { zmiennaA = jakiś inny kod } jakiś kod wykorzystujący zmiennaA

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? R1 R2 R3
[flatten] if (warunek) { zmiennaA = jakiś kod } else { zmiennaA = jakiś inny kod } jakiś kod wykorzystujący zmiennaA R3 R4 = ? : R1 R2 R4

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? [branch] vs [flatten]

ciężkie obliczenia w obu blokach warunku

ciężkie obliczenia w obu blokach warunku wykorzystanie tex2D(), ddx(), ddy(), itp...

ciężkie obliczenia w obu blokach warunku wykorzystanie tex2D(), ddx(), ddy(), itp... lekkie obliczenia w obu blokach warunku

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? A co gdy
nie dodamy atrybutu? [branch] vs [flatten] ciężkie obliczenia w obu blokach warunku wykorzystanie tex2D(), ddx(), ddy(), itp... lekkie obliczenia w obu blokach warunku

Post Scriptum Jak to wygląda w HLSL? A co gdy
nie dodamy atrybutu? [branch] vs [flatten] ciężkie obliczenia w obu blokach warunku wykorzystanie tex2D(), ddx(), ddy(), itp... lekkie obliczenia w obu blokach warunku ¯\_(ツ)_/¯

Problem - optymalizacja 4

Problem - optymalizacja 4 1)

Problem - optymalizacja 4 1) - nie ma co optymalizować


 2) Mikrooptymalizacje

 2) Mikrooptymalizacje - może będzie o tym osobna prelekcja…

 2) Mikrooptymalizacje - może będzie o tym osobna prelekcja… 3)

 2) Mikrooptymalizacje - może będzie o tym osobna prelekcja… 3) - może da się coś uprościć…

Optymalizacja

Optymalizacja „Filtr Bayera”

Optymalizacja „Filtr Bayera” „Ordered dithering”

Optymalizacja „Filtr Bayera” „Ordered dithering” Redukuje głębię kolorów

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 Algorytm rekurencyjny

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 1 = 0

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 1 = 0 2 = 1 4 ∗ 0 2 3 1

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 1 = 0 2 = 1 4 ∗ 0 2 3 1 4 = 1 16 ∗ 0 8 2 10 12 4 14 6 3 11 1 9 15 7 13 5

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 1 = 0 2 = 1 4 ∗ 0 2 3 1 4 = 1 16 ∗ 0 8 2 10 12 4 14 6 3 11 1 9 15 7 13 5 8 = 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 8 = 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 8 = 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21 ⟺

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 8 = 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21 ⟺ ()

Optymalizacja 2 = 1 (2)2 ∗ 4 ∗ 4 ∗
+ 2 4 ∗ + 3 4 ∗ + 1 8 = 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21 ⟺ () Zaimplementujmy ten wzór!

Shader zoptymalizowany!!!

Rezultat

Rezultat Jest optymalniej, ale zwiększa się RMSE (rozbieżność między naszym
obrazem, a obrazem źródłowym) 

obrazem, a obrazem źródłowym)  Ale dlaczego?

obrazem, a obrazem źródłowym)  Ale dlaczego? 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21 ⟺

obrazem, a obrazem źródłowym)  Ale dlaczego? 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21 ⟺ ⇎

obrazem, a obrazem źródłowym)  Ale dlaczego? 1 64 ∗ 0 48 12 60 3 51 15 63 32 16 44 28 35 19 47 31 8 56 4 52 11 59 7 55 40 24 36 20 43 27 39 23 2 50 14 62 1 49 13 61 34 18 46 30 33 17 45 29 10 58 6 54 9 57 5 53 42 26 38 22 41 25 37 21 ⟺ ⇎ Tekstura filtru Bayera z Internetu Tekstura filtru Bayera na shadertoy’u

- A może źle zaimplementowałem funkcję?

- A może źle zaimplementowałem funkcję? - NIE, wszystkie jej
wariacje zwracają to samo.

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru?

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru? - NIE, zmiany zwiększają różnice.

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru? - NIE, zmiany zwiększają różnice. -A może popełniłem błąd w zaokrągleniach/precyzji?

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru? - NIE, zmiany zwiększają różnice. -A może popełniłem błąd w zaokrągleniach/precyzji? - NIE, debugowanie pokazuje, że wszystko się zgadza.

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru? - NIE, zmiany zwiększają różnice. -A może popełniłem błąd w zaokrągleniach/precyzji? - NIE, debugowanie pokazuje, że wszystko się zgadza. - A może wpiszę z palca prawidłowe wartości macierzy?

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru? - NIE, zmiany zwiększają różnice. -A może popełniłem błąd w zaokrągleniach/precyzji? - NIE, debugowanie pokazuje, że wszystko się zgadza. - A może wpiszę z palca prawidłowe wartości macierzy? - NIE, koszt wczytania tablicy to 120 cykli.

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru? - NIE, zmiany zwiększają różnice. -A może popełniłem błąd w zaokrągleniach/precyzji? - NIE, debugowanie pokazuje, że wszystko się zgadza. - A może wpiszę z palca prawidłowe wartości macierzy? - NIE, koszt wczytania tablicy to 120 cykli. -A może

wariacje zwracają to samo. -A może zmodyfikuję wartości stałe wzoru? - NIE, zmiany zwiększają różnice. -A może popełniłem błąd w zaokrągleniach/precyzji? - NIE, debugowanie pokazuje, że wszystko się zgadza. - A może wpiszę z palca prawidłowe wartości macierzy? - NIE, koszt wczytania tablicy to 120 cykli. -A może - CHCIAŁBYŚ…

Po kilku godzinach rozkminy…

… nie tędy droga Po kilku godzinach rozkminy…

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Wiele wartości jest identycznych…

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru … ale jeszcze więcej jest różnych

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru To możemy otrzymać stosunkowo tanio

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru To możemy otrzymać stosunkowo tanio A może obliczyć macierz ze wzoru i poprawić wynik?

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8 Zakres zmian to <-1;8>

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8 +1 Zakres zmian to <-1;8>

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8 +1 Zakres zmian to <-1;8> Zakres zmian to <0;9>

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8 +1 Zakres zmian można zapisać w 4 bitach Zakres zmian to <-1;8> Zakres zmian to <0;9>

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8 +1 Zakres zmian można zapisać w 4 bitach We float można zapisać różnicę 8 wartości Zakres zmian to <-1;8> Zakres zmian to <0;9>

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8 +1 Zakres zmian można zapisać w 4 bitach We float można zapisać różnicę 8 wartości Zakres zmian to <-1;8> Zakres zmian to <0;9> W vec4 można zapisać różnicę 32 wartości

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Najmniejsza różnica: -1 Największa różnica: 8 +1 Zakres zmian można zapisać w 4 bitach We float można zapisać różnicę 8 wartości Zakres zmian to <-1;8> Zakres zmian to <0;9> W vec4 można zapisać różnicę 32 wartości W 2. vec4 można zapisać różnicę wszystkich wartości

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru Pożądane różnice zapisujemy do zmiennej TopHalf Pożądane różnice zapisujemy do zmiennej BottomHalf

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru 4 = 4 011719161, 003111321, 041803171, 020122011 ;

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru 4 = 4 011719161, 003111321, 041803171, 020122011 ; Stałe obliczone ręcznie – zerowy koszt

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru float getBayerValue(uvec2 index) { uint bayerValue = wartość komórki index macierzy ze wzoru uint Difference = rozkodowana różnica ze zmiennej TopHalf lub BottomHalf bayerValue += Difference; return float(bayerValue) / 255.; }

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 0 128 32 160 8 136 40 168 192 64 224 96 200 72 232 104 48 176 16 144 56 184 24 152 240 112 208 80 248 120 216 88 12 140 44 172 4 132 36 164 204 76 236 108 196 68 228 100 60 188 28 156 52 180 20 148 252 124 220 92 244 116 212 84 Macierz Bayera z shadertoy’a Macierz Bayera ze wzoru float getBayerValue(uvec2 index) { uint bayerValue = wartość komórki index macierzy ze wzoru uint Difference = rozkodowana różnica ze zmiennej TopHalf lub BottomHalf bayerValue += Difference; return float(bayerValue) / 255.; } Przesunięcia bitowe/mnożenia przez magiczne liczby

Rezultat:

Rezultat: Zamiast 120 cykli funkcji texelFetch(), mamy ok. 70 cykli
matematycznych działań

Rezultat: Zamiast 120 cykli funkcji texelFetch(), mamy ok. 70 cykli
matematycznych działań Najlepszy wynik jest lepszy o ok. 40 cykli

Zastanówmy się…

float getBayerValue(uvec2 index) { uint bayerValue = wartość komórki index
macierzy ze wzoru uint Difference = rozkodowana różnica ze zmiennej TopHalf lub BottomHalf bayerValue += Difference; return float(bayerValue) / 255.; } Zastanówmy się…

macierzy ze wzoru uint Difference = rozkodowana różnica ze zmiennej TopHalf lub BottomHalf bayerValue += Difference; return float(bayerValue) / 255.; } To musi zostać Zastanówmy się…

macierzy ze wzoru uint Difference = rozkodowana różnica ze zmiennej TopHalf lub BottomHalf bayerValue += Difference; return float(bayerValue) / 255.; } Może da się to zoptymalizować? Zastanówmy się…

macierzy ze wzoru uint Difference = rozkodowana różnica ze zmiennej TopHalf lub BottomHalf bayerValue += Difference; return float(bayerValue) / 255.; } Może da się to zoptymalizować? A może całkowicie zrezygnować z liczenia wartości ze wzoru? Zastanówmy się…

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a Wszystkie wartości są w zakresie <0;255>

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a Wszystkie wartości są w zakresie <0;255> Każdą wartość można zapisać w 8 bitach

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a Wszystkie wartości są w zakresie <0;255> Każdą wartość można zapisać w 8 bitach W vec4 można zapisać 16 wartości

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a Wartości zapisujemy do zmiennej LeftTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej LeftBottomCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightBottomCorner

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a 4 = 4 0108828, 084968, 038198, 0977858 ; Wartości zapisujemy do zmiennej LeftTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej LeftBottomCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightBottomCorner

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a 4 = 4 0108828, 084968, 038198, 0977858 ; Wartości zapisujemy do zmiennej LeftTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej LeftBottomCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightBottomCorner Stałe obliczone ręcznie – zerowy koszt

0 128 38 160 16 136 45 168 191 66
224 96 200 74 233 104 51 176 23 143 58 184 30 152 241 111 208 81 249 119 216 88 20 139 47 171 10 132 41 163 204 77 237 107 196 70 229 100 63 188 33 155 55 179 27 147 254 123 220 92 245 116 212 85 Macierz Bayera z shadertoy’a 4 = 4 0108828, 084968, 038198, 0977858 ; Wartości zapisujemy do zmiennej LeftTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej LeftBottomCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightTopCorner Wartości zapisujemy do zmiennej RightBottomCorner >

Rezultat?

Koniec!

Koniec! … prawie

Koniec! … prawie Disclaimer…

Koniec! … prawie Disclaimer… Wszystko się bardzo dynamicznie zmienia

Koniec! … prawie Disclaimer… Wszystko się bardzo dynamicznie zmienia Więc
czekam na uwagi oraz pytania równocześnie dziękując za uwagę ☺

czekam na uwagi oraz pytania równocześnie dziękując za uwagę ☺ TheMXPL Prezentację można będzie znaleźć na:

czekam na uwagi oraz pytania równocześnie dziękując za uwagę ☺ TheMXPL Prezentację można będzie znaleźć na: może…

Analiza 2. zadania konkursu shaderów

Analiza 2. zadania konkursu shaderów

Other Decks in Programming

Featured

Transcript