Compute Shader基礎

時間 2019-11-06

標籤 compute shader 基礎简体版

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ComputeShader:

GPGPU：General Purpose GPU Programming，GPU通用計算，利用GPU的並行特性。大量並行無序數據的少分支邏輯適合GPGPU。平臺或接口：DirectCompute，OpenCL,CUDA等。

定義：GPGPU編程，運行在GPU上脫離於常規渲染管線以外的程序，而且能輸出數據的緩衝或貼圖。

特定：數學、並行化，不影響渲染結果。

用途：大量並行少分支的數學運算很適合使用compute shader，缺點是數據在cpu和gpu之間傳輸很慢。

　　ComputeShader須要腳原本調用html

/*
     * test.compute
     */
    // main函數，一個compute shader多個kernal函數，使用時在腳本中手動指定調用哪個
    #pragma kernel CSMain
     
    // 聲明一可讀寫貼圖
    RWTexture2D<float4> Result;
    // numthreads：建立線程組的大小，也就是一個線程組包含多少個線程，下面的指令表示：指定每一個線程組包含64個線程
    // id：該線程所在的總的線程結構中的索引
    [numthreads(8,8,1)]
    void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
    {
        Result[id.xy] = float4(id.x & id.y, (id.x & 15)/15.0, (id.y & 15)/15.0, 0.0);
    }

    /*
     * 調用test.compute的cs腳本
     */
    public ComputeShader shader;
     
    void RunShader()
    {
        int kernelHandle = shader.FindKernel("CSMain");
         
        RenderTexture tex = new RenderTexture(256,256,24)
        // 手動標記爲可隨機讀寫
        tex.enableRandomWrite = true;
        tex.Create();
        
        // 把CPU的數據傳到GPU（在不一樣的存儲空間移動數據會產生延遲，使用時須要考慮優化）
        shader.SetTexture(kernelHandle, "Result", tex);
        // 指定線程組是如何劃分的
        shader.Dispatch(kernelHandle, 256/8, 256/8, 1);
    }

　　Structured Buffers：一種數據類型的一個數組，能夠是浮點數、整數、結構體：編程

    StructuctedBuffer<float> floatBuffer;
    RWStructuredBuffer<int> readWriteIntBuffer;
    struct VecMatPair
    {
        public Vector3 point;
        public Matrix4x4 matrix;
    }
    RWStructuredBuffer<VecMatPair> dataBuffer;

 /*
     * test.compute
     */
    #pragma kernel Multiply
    struct VecMatPair
    {
        float3 pos;
        float4x4 mat;
    };
     
    RWStructuredBuffer<VecMatPair> dataBuffer;
     
    [numthreads(16,1,1)]
    void Multiply (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
    {
        dataBuffer[id.x].pos = mul(dataBuffer[id.x].mat,
                        float4(dataBuffer[id.x].pos, 1.0));
    }
    
    /*
     * 調用test.compute的cs腳本
     */
    public ComputeShader shader;
     
    void RunShader()
    {
        VecMatPair[] data = new VecMatPair[5];
        VecMatPair[] output = new VecMatPair[5];
         
        //INITIALIZE DATA HERE
        
        // 76 = 3個float + 4*4個float，buffer須要手動指定大小爲多少個byte
        ComputeBuffer buffer = new ComputeBuffer(data.Length, 76);
        buffer.SetData(data);
        
        int kernel = shader.FindKernel("Multiply");
        // 設置buffer
        shader.SetBuffer(kernel, "dataBuffer", buffer);
        shader.Dispatch(kernel, data.Length, 1,1);
        
        // 和texture不同，structured buffers須要明確的從GPU存儲空間轉移到CPU（性能消耗很是大，通常只有須要從shader中拉數據時才須要用到）
        buffer.GetData(output);
    }