1.opengl編程基礎(chǔ)

快手Y-tech最新技術(shù)干貨分享摘要很多渲染效果只需要讀取當(dāng)前位置的一個像素進(jìn)行處理，但是為了讀取這一個像素不得不把整個輸入圖像作為紋理傳給片元著色器本文討論了 OpenGL 中針對此類需求能帶來性能提升的措施。

2.opengl編程語言

背景OpenGL 提供了有限的混合模式設(shè)置方法，可以通過 glB劍來人物簡介和身份lend 和 glBlendFunc 來設(shè)置片元著色器輸出的像素如何與當(dāng)前幀緩存上已有的像素混合除了常用的把 alpha 通道當(dāng)作不透明度來混合，還可以實現(xiàn)乘法混合等方式。

3.簡述opengl的編程步驟

固有功能可以實現(xiàn)的混合模式是有限的，一些混合方式必須通過在片元著色器中編程完成，此時需要要混合的目標(biāo)紋理綁定到管線上作為輸入紋理，并采樣對應(yīng)位置的像素例如“疊加”的混合模式是，當(dāng)基色小于等于 0.5 時，結(jié)果色=基色×混合色。

4.opengl編程指南和超級寶典

當(dāng)基色大于 0.5 時，結(jié)果色 = 1 - (1 - 基色) × (1 - 混合色) × 2，用 GLSL 表示：vec3 blend(v劍來人物簡介和身份ec3 src, vec3 dst){return mix(src * dst,

5.opengl編程

1 - (1.0 - src) * (1.0 - dst) * 2.0, step(src, vec3(0.5)));}如果要多次執(zhí)行這種渲染，通常會使用兩個大小相同的幀緩存綁定兩個紋理，每次繪制后交換采樣源和繪制目標(biāo)，這次從 A 采樣繪制到 B，下次就從 B 采樣繪制到 A，如此互相繪制，所使用的片元著色器：

6.opengl簡單程序

#version 100uniform sampler2D texSrc;uniform sampler2D texDst;vec3 blend(vec3 src,劍來人物簡介和身份 vec3 dst){return mix(src * dst,

7.《opengl游戲編程》

1 - (1.0 - src) * (1.0 - dst) * 2.0, step(src, vec3(0.5)));}void main() {vec3 src = texture2D(texSrc).rgb;

8.opengl圖形編程項目實戰(zhàn)

vec3 dst = texture2D(texDst).rgb;gl_FragColor = vec4(blend(src, dst), 1.0);}可以預(yù)見，兩個幀緩存互相繪制要不斷切換目標(biāo)幀緩存，繪制過程中要進(jìn)行大量紋理采樣，效率肯定不如固有混合功能。

9.o劍來人物簡介和身份pengl是怎么編寫的

實際上我們只需要在片元著色器中讀取幀緩存下當(dāng)前對應(yīng)位置的像素顏色值正文一、OpenGL：Texture Barrier 擴(kuò)展一個自然的想法是，把當(dāng)前幀緩存上的紋理綁定到當(dāng)前管線上，然后在片元著色器里讀當(dāng)前位置的像素顏色值就行。

10.opengl圖形編程

但是在所有 OpenGL ES 版本和 OpenGL 4.5 之前的版本里（見 OpenGL 4.4 specification, 9.3.1），讀寫同一紋理是未定義行為，除非讀寫同一紋理的不同 Mipmap 層次，而這實際上也相當(dāng)于不同紋理。

這個條件相當(dāng)保守，不論讀寫區(qū)域是否重疊，讀寫是否按條件發(fā)生，都會引發(fā)未定義行為NV劍來人物簡介和身份IDIA 基于這一思路開發(fā)了擴(kuò)展 GL_NV_texture_barrier，這個擴(kuò)展有兩個效果：（1）允許在片元著色器讀寫同一紋理，但有限制條件，必須為以下兩種情況之一：

讀的區(qū)域與寫的區(qū)域不相交；在整個渲染片元階段每個像素只能被讀寫一次，且同一次執(zhí)行修改的必須是同一像素（2）提供 glTextureBarrierNV 函數(shù)用于同步當(dāng)前幀緩存的結(jié)果，使之前寫入的結(jié)果能夠被讀取。

這里解釋一下，之前不需要 glTextureBarrierNV 接口，因為切換幀緩存對象和切換幀緩存對象綁定的紋理這兩個行為本身就會同步幀緩存上的像素，而之前不允許讀寫同一紋理，將紋理從 FBO 上解綁后再綁定到管線紋理劍來人物簡介和身份單元上本身就會使之前的寫入操作得到同步。

GL_NV_texture_barrier 之后略加修改（glTextureBarrierNV 函數(shù)名去掉了后綴變成 glTextureBarrier）成為了 ARB 擴(kuò)展 GL_ARB_texture_barrier，并于 OpenGL 4.5 成為核心擴(kuò)展。

這個擴(kuò)展在桌面端顯卡上被廣泛實現(xiàn)，MacBook Pro 2019 只支持到 OpenGL 4.1，但也支持 GL_NV_texture_barrier 擴(kuò)展使用 Texture Barrier 擴(kuò)展，上述著色器不用修改，只需要把當(dāng)前幀緩存的紋理綁定到 texDst 對應(yīng)的紋理單元即可。

二、Ope劍來人物簡介和身份nGL ES：Framebuffer Fetch 擴(kuò)展移動端普遍使用統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)和 Tile Based 架構(gòu)，此時 GPU 的 cache 較小，制約性能的因素是數(shù)據(jù)帶寬，上述 GL_NV_texture_barrier 擴(kuò)展實現(xiàn)起來需要在多個 render pass 間將數(shù)據(jù)寫回紋理進(jìn)行同步，較為耗費帶寬，因此在移動平臺上實現(xiàn)極少。

移動平臺上主要使用擴(kuò)展 GL_ARM_shader_framebuffer_fetch，GL_EXT_shader_framebuffer_fetch 或 GL_NV_shader_framebuffer_fetch。

這些擴(kuò)展的“侵入性”比上節(jié)的 GL_NV_t劍來人物簡介和身份exture_barrier 更強，它們?nèi)匀徊辉试S直接讀寫同一紋理，而是需要在著色器中開啟擴(kuò)展并使用擴(kuò)展寫法讀取幀緩存像素，具體的寫法有細(xì)節(jié)上的差別，但都是以某種方式讓片元著色器能夠讀取幀緩存當(dāng)前位置像素的值：

GL_NV_shader_framebuffer_fetch：增加內(nèi)置變量 gl_LastFragData（vec4 數(shù)組）與 gl_LastFragColor（vec4 變量，與 gl_LastFragData[0] 等價）可在片元著色器中直接得到當(dāng)前幀緩存中各附著紋理當(dāng)前位置像素的值。

此擴(kuò)展實現(xiàn)極少GL_ARM_shader_framebuffer_fetch：增加內(nèi)置變量 gl_L劍來人物簡介和身份astFragColorARM（vec4 變量），可在片元著色器中直接得到當(dāng)前幀緩存中 0 號附著紋理當(dāng)前位置像素的值。

GL_EXT_shader_framebuffer_fetch：GL ES 2.0 中該擴(kuò)展會增加內(nèi)置數(shù)組變量 gl_LastFragData（vec4 數(shù)組），可在片元著色器中直接得到當(dāng)前幀緩存中各附著紋理當(dāng)前位置像素的值；

GL ES 3.0+ 中該擴(kuò)展則允許把片元著色器的輸出變量聲明為 inout 進(jìn)行讀取，讀取到的值就是當(dāng)前幀緩存中各附著紋理當(dāng)前位置像素的值以GL_NV_shader_framebuffer_fetch的擴(kuò)展。

為例，要使用這個擴(kuò)展，之前的 shader 劍來人物簡介和身份要改成這樣：#version 100#extension GL_EXT_shader_framebuffer_fetch : requireuniform sampler2D texSrc;

vec3 blend(vec3 src, vec3 dst){return mix(src * dst, 1 - (1.0 - src) * (1.0 - dst) * 2.0, step(src, vec3(

0.5)));}void main() {vec3 src = texture2D(texSrc).rgb;vec3 dst = gl_lastFragData[0].rgb;gl_FragColor劍來人物簡介和身份 = vec4(blend(src, dst),

1.0);}語義上混合所用基色改為來自 gl_lastFragData[0] 而非從紋理中讀取具體實現(xiàn)上，著色器在執(zhí)行時會直接讀取 GPU 當(dāng)前緩存 Tile 中的值，而不用進(jìn)行內(nèi)存存取和紋理采樣操作，節(jié)省了帶寬和 GPU 運算資源。

三、Metal 和 Vulkan 中的相關(guān)概念Metal 允許在片元著色器參數(shù)中指定屬性 [[color(N)]] 來獲取 N 號幀緩存顏色附著的當(dāng)前值，這類似于上述 Framebuffer Fetch 擴(kuò)展；在 MacOS 上 Metal 也支持類似類似上述 Texture Barrier 的接口。

Vulkan 則劍來人物簡介和身份是通過 subpass 的概念實現(xiàn)優(yōu)化，一個 render pass 中的 subpass 可以直接讀取輸出附著當(dāng)前位置的像素值，使用的著色器語法是使用 subpassInput 變量，類似上述 Framebuffer Fetch 擴(kuò)展。

參考文獻(xiàn)[1]https://www.khronos.org/opengl/wiki/Memory_Model[2]https://developer.apple.com/library/archive/documentation/3DDrawing/Conceptual/OpenGLES_ProgrammingGuide/BestPracticesforSh劍來人物簡介和身份aders/BestPracticesforShaders.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008793-CH7-SW23

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