Jak mogę poprawić wydajność mojego niestandardowego generowania tekstur głębi OpenGL ES 2.0?

Bazując na zaleceniach Tommy ' ego, Pivota i rotoglupa, zaimplementowałem kilka optymalizacji, które doprowadziły do podwojenia szybkości renderowania zarówno dla generowania tekstur głębi, jak i ogólnego potoku renderowania w aplikacji.

Najpierw ponownie włączyłem wstępnie obliczoną głębię sfery i teksturę oświetlenia, które wcześniej używałem z niewielkim skutkiem, tylko teraz używam odpowiednich wartości precyzji lowp podczas obsługi kolorów i innych wartości z tej tekstury. To połączenie, wraz z odpowiednim mipmappingiem dla tekstury, wydaje się dawać wzrost wydajności o ~10%.

Co ważniejsze, robię teraz przepustkę przed renderowaniem zarówno mojej tekstury głębi, jak i ostatecznego raytraced impostors, gdzie kładę pewną nieprzezroczystą geometrię, aby zablokować piksele, które nigdy nie zostaną renderowane. Aby to zrobić, włączam testowanie głębi, a następnie rysuję kwadraty składające się na obiekty w mojej scenie, skurczone przez sqrt(2) / 2, za pomocą prostego nieprzezroczystego shadera. W ten sposób powstaną kwadratowe wstawki obszar pokrywający znany jako nieprzezroczysty w reprezentowanej kuli.

Następnie wyłączam zapis głębokości za pomocą glDepthMask(GL_FALSE) i renderuję sferę kwadratową w miejscu bliżej użytkownika o jeden promień. Dzięki temu sprzęt do odroczonego renderowania oparty na kafelkach w urządzeniach z systemem iOS może skutecznie usuwać fragmenty, które nigdy nie pojawiłyby się na ekranie w żadnych warunkach, ale nadal zapewniają płynne przecięcia między widocznymi oszustami sfer w oparciu o wartości głębi na piksel. To jest przedstawione w mojej surowej ilustracja poniżej:

W tym przykładzie nieprzezroczyste kwadraty blokujące dla dwóch najwyższych oszustów nie uniemożliwiają renderowania fragmentów widocznych obiektów, ale blokują fragment fragmentów od najniższego oszusta. Przedni oszust może następnie korzystać z testów na piksel, aby wygenerować płynne przecięcie, podczas gdy wiele pikseli z tylnego oszusta nie marnuje cykli GPU przez renderowanie.

Nie myślałem, aby wyłączyć głębokość pisze, ale pozostawia na testach głębi podczas ostatniego etapu renderowania. Jest to klucz do uniemożliwienia oszustom po prostu układania się na sobie, a jednocześnie korzystania z niektórych optymalizacji sprzętowych w GPU PowerVR.

W moich benchmarkach, renderowanie modelu testowego, którego użyłem powyżej daje czasy 18 - 35 ms Na Klatkę, w porównaniu do 35-68 ms, które otrzymałem wcześniej, prawie podwojenie szybkości renderowania. Zastosowanie tej samej nieprzezroczystej geometrii do wstępnego renderowania raytracingu przepustka daje podwojenie ogólnej wydajności renderowania.

Co dziwne, kiedy próbowałem to jeszcze udoskonalić za pomocą wstawionych i ograniczonych ośmiokątów, które powinny obejmować ~17% mniej pikseli podczas rysowania i być bardziej wydajne z blokowaniem fragmentów, wydajność była w rzeczywistości gorsza niż przy użyciu prostych kwadratów do tego. Wykorzystanie kafelków było nadal mniejsze niż 60% w najgorszym przypadku, więc być może większa geometria powodowała więcej braków w pamięci podręcznej.

Edytuj (5/31/2011):

Bazując na sugestii Pivota, stworzyłem ośmiokąty wpisane i ograniczone do użycia zamiast prostokątów, tylko zastosowałem się do zaleceń tutaj w celu optymalizacji trójkątów do rasteryzacji. W poprzednich testach ośmiokąty dawały gorsze wyniki niż kwadraty, pomimo usuwania wielu niepotrzebnych fragmentów i pozwalając na skuteczniejsze blokowanie zakrytych fragmentów. Poprzez dopasowanie rysunku trójkąta w następujący sposób:

Byłem w stanie skróć ogólny czas renderowania średnio o 14% poza wyżej opisanymi optymalizacjami, przełączając się na ośmiokąty z kwadratów. Tekstura głębokości jest teraz generowana w 19 ms, z sporadycznymi spadkami do 2 ms i kolcami do 35 ms.

EDIT 2 (5/31/2011):

Ponownie przyjrzałem się pomysłowi Tommy ' ego o użyciu funkcji step, teraz, gdy mam mniej fragmentów do odrzucenia z powodu oktagonów. To, w połączeniu z teksturą wyszukiwania głębi dla sfery, prowadzi teraz do średniego czasu renderowania 2 ms na iPad 1 do generowania głębi tekstury dla mojego testowego modelu. Uważam, że jest to tak dobre, jak mogłem mieć nadzieję w tym przypadku renderowania, i gigantyczna poprawa od miejsca, w którym zacząłem. Dla potomności, oto Shader głębi, którego teraz używam:

precision mediump float;

varying mediump vec2 impostorSpaceCoordinate;
varying mediump float normalizedDepth;
varying mediump float adjustedSphereRadius;
varying mediump vec2 depthLookupCoordinate;

uniform lowp sampler2D sphereDepthMap;

const lowp vec3 stepValues = vec3(2.0, 1.0, 0.0);

void main()
{
    lowp vec2 precalculatedDepthAndAlpha = texture2D(sphereDepthMap, depthLookupCoordinate).ra;

    float inCircleMultiplier = step(0.5, precalculatedDepthAndAlpha.g);

    float currentDepthValue = normalizedDepth + adjustedSphereRadius - adjustedSphereRadius * precalculatedDepthAndAlpha.r;

    // Inlined color encoding for the depth values
    currentDepthValue = currentDepthValue * 3.0;

    lowp vec3 intDepthValue = vec3(currentDepthValue) - stepValues;

    gl_FragColor = vec4(1.0 - inCircleMultiplier) + vec4(intDepthValue, inCircleMultiplier);
}

Zaktualizowałem próbkę testową tutaj , jeśli chcesz zobaczyć to nowe podejście w działaniu w porównaniu do tego, co robiłem na początku.