webgl着色器调试/性能/成本

Question

我一直在使用three.js来实验和学习GLSL和WebGL。我来自3d艺术世界所以我理解网格，3d数学，照明等的概念。虽然我参考了OpenGL和WebGL文献（以及gpu gems，eric lengyels数学书等），我似乎错过了一些关键适用于图形的CS概念。

目前我正在使用颜色进行调试，并与画布检查器一起查看绘制调用需要多长时间。

我感兴趣的是以下问题：

1. GLSL的功能有多重。例如，在性能，MAD指令等方面，除法如何与乘法或sin相比较？

2. 说你有类似的东西

   vec2 normalizedCoord = gl_FragCoord.xy / uniform_resolution.xy;
   vs
   vec2 normalizedCoord = gl_FragCoord.xy * uniform_resolution_inverse.xy;
   vs
   ... the same with lowp/mediump/highp
   

   精度/性能会发生什么变化？

3. 或类似的东西

   vec4 someVec4 = ...;
   
   float sum = dot(someVec4,vec4(1.));
   vs 
   float sum = someVec4.x + someVec4.y + someVec4.z + someVec4.w;
   

4. 纹理查找的含义是什么，例如，进行某种抽样 - SSAO或类似的东西？

这是可以在Michael Abrash Black book中找到的信息类型吗？

如果有人可以帮助我更好地表达这个问题，我们将不胜感激：）

Answer 1

我确信没有经验的人可以给你一个更好的答案，但事实是。这取决于。

GPU是并行化的，它们都是不同的，因此在一个GPU上花费一定时间可能会花费更少的时间在另一个GPU上。

最重要的是，我不知道“画布检查员”是什么意思，但它可能无法显示事情花了多长时间，因为图形管道也是并行化的，多线程的，多进程的，所以，至少从JavaScript的POV中你可以知道提交命令需要多长时间，而不是执行它需要多长时间。例如，在Chrome中，命令将传递给GPU进程并继续JavaScript。然后GPU进程将其传递给GL / DirectX，然后再将命令传递给另一个进程，至少在大多数桌面操作系统上都是如此。

人们谈论使用gl.finish找出事情需要多长时间，但即使这样也行不通，因为它并没有告诉你GPU需要多长时间才能运行。它告诉你GPU运行多长时间+同步所有这些进程需要多长时间。当你唯一可以衡量的是汽车从停止状态到另一个停止状态时，这有点像问“汽车行驶的速度有多快”。你可以告诉一辆汽车在一定时间内从A点到B点，但你无法测量哪辆车达到了最快的速度。一辆车可能在1秒内从0到60，然后花了3秒钟减速。其他0-20瞬间，4秒到达目标然后立即停止。两辆车都花了4秒钟。如果所有你能测量的是他们花了4秒钟你就无法确定哪个命中了更快的速度。

更糟糕的是，你有像所有iOS设备和许多Android设备那样的平铺架构，直到他们拥有所有命令才能实际绘制。然后，他们生成命令的“图块”以呈现屏幕的不同部分。

好的，这不是主题。

通常，代码越少越快，纹理查找速度慢，GPU具有纹理缓存，因此在“典型”使用中，纹理缓存跨越多边形，纹理缓存有助于吨。您可以通过执行随机纹理查找来终止纹理缓存。例如，制作一个随机纹理，使用该纹理计算另一个纹理的纹理坐标。这将完全扼杀纹理缓存，GPU将运行得非常慢。

According to this调速很快。 Dot产品很快。乘法和加法很快。线性插值很快。

Answer 2

如果您熟悉SIMD寄存器以及如何使用它们（例如：使用SSE内在函数或ASM），您很快就会注意到GPU寄存器与CPU的SIMD寄存器非常相似。 所有作业性能都与处理单元与其内存（CPU的主存储器或GPU的图形适配器RAM）之间的带宽相关联。在某些执行方案中，无论您使用何种处理单元，您甚至可以在剩余的自由寄存器中对处理费用（主要是阴影时的线性代数计算）进行除法和负载均衡。