glsl像素着色器 - 到最近目标像素的距离

Question

我有一个2k x 1k的图像，随机放置“目标”像素。这些像素是纯红色的。

在frag / pixel着色器中，对于非红色（目标颜色）的每个像素，我需要找到距最近的红色像素的距离。我将使用此距离值来创建渐变。

我找到了这个答案，这似乎与我的问题最接近--- Finding closest non-black pixel in an image fast --- 但这不是特定的glsl。

我可以选择将红色目标像素作为纹理缓冲区数组发送到frag着色器中。但我认为如果我不需要它会更清洁。

Answer 1

着色器无法读取和写入相同的纹理，因为这会对执行序列引入太多约束和复杂性，并且会使缓存变得更加困难。所以你在谈论发送一些关于红色像素的数据并获取距离信息。

碎片着色器并行运行，执行随机访问纹理读取比从着色器外部已知位置读取要昂贵得多，这主要是由于流水线操作的考虑因素。预先编程的情况，其中采样坐标在顶点处已知，然后在几何体的面上进行插值，这仍然是访问纹理的最佳方式。

因此，编写一个着色器，对于每个像素，向外搜索红色像素将是非常低效的。这绝对是可能的，做了很多链接的算法，但可能不是最聪明的方法。

理想情况下，你会用相反的方式表达事物并使用某种积累。所以：

1. 将输出缓冲区清除为最大值;
每个红色位置
2. ：
   1. 对于每个输出片段，计算距离该位置的距离;
   2. 检查该片段已存储的距离;
   3. 如果新距离小于存储的距离，请替换存储的版本。

在OpenGL中执行此操作的最简单方法可能是使用深度缓冲区，因为它具有直接在硬件中实现的每片段步骤（2）和（3）。

因此，对于每个片段，您将计算与当前红色片段的距离。你将把它作为深度输出。当您完成所有红点后，您可以使用深度缓冲区作为输出适当颜色的着色器的输入。

为了避免2000个红点变成一个2000遍的绘图算法，这个算法很快就会对内存带宽产生影响，你可能想要编写一个单一的着色器，它可以同时处理大量的红点并输出一个深度值。

您应该检查GL_MAX_UNIFORM_LOCATIONS以了解您可以一次推出多少件制服。在最新版本的桌面OpenGL上保证至少为1024。您可能希望动态生成着色器。

Answer 2

为什么不高斯模糊大半径的整个图像，但是在每次迭代时都要将红色像素以完全强度添加回方程中，以便它们流出。最终模糊的红色通道将是您的距离值 - 较高的值更接近红色像素。这是近似值，但您可以使用经过大量优化的模糊着色器。