Question

我在Processing（Java）中编写了一个简单的Sphere Tracer，并将其移植到WebGL / GLSL。当我在Processing中编写它时，我有一个基类Shape，并将其扩展为特定的形状，如Box，Plane，Sphere等。每个特定的形状都有成员与它相关的，例如Sphere个实例有一个半径，Box个实例有一个长度向量，等等。另外，每个实例都有一个特定于形状的距离函数。

不幸的是我不能在GLSL中使用这样的类，因此我创建了一个可以表示任何形状的struct（我在下面将其称为Object）：

struct Object {
    vec3 pos, len, nDir;
    float rad;
} objects[4];

然后我为每种形状写了一个距离函数：

float boxSignedDist(Object inBox, vec3 inPos) {
    vec3 boxDelta = abs(inPos-inBox.pos)-inBox.len;
    return min(max(boxDelta.x, max(boxDelta.y, boxDelta.z)), 0.0)+length(max(boxDelta, 0.0));
}

float planeSignedDist(Object inPlane, vec3 inPos) {
    return dot(inPos-inPlane.pos, inPlane.nDir);
}

float roundBoxUnsignedDist(Object inRoundBox, vec3 inPos) {
    return length(max(abs(inPos-inRoundBox.pos)-inRoundBox.len, 0.0))-inRoundBox.rad;
}

float sphereSignedDist(Object inSphere, vec3 inPos) {
    return length(inPos-inSphere.pos)-inSphere.rad;
}

现在我遇到了一个不同的问题，即用另一个函数（如旋转）包裹形状特定的距离函数，如何在GLSL中有效地完成这一操作并不明显。我添加了一个成员到Object，int type，然后为我支持的每个形状做了几个#define：

#define BOX_SIGNED 1
#define PLANE_SIGNED 2
#define ROUNDBOX_UNSIGNED 3
#define SPHERE_SIGNED 4

struct Object {
    int type;
    vec3 pos, len, nDir;
    float rad;
} objects[4];

现在我可以将旋转包装器编写为这样的距离函数：

float rotateY(Object inObject, vec3 inPos, float inRadians) {
    inPos -= inObject.pos;
    inObject.pos = vec3(0.0, 0.0, 0.0);

    float cRad = cos(inRadians);
    float sRad = sin(inRadians);

    if (inObject.type == BOX_SIGNED)
        return boxSignedDist(inObject, vec3(cRad*inPos.x-sRad*inPos.z, inPos.y, cRad*inPos.z+sRad*inPos.x));
    else if (inObject.type == PLANE_SIGNED)
        return planeSignedDist(inObject, vec3(cRad*inPos.x-sRad*inPos.z, inPos.y, cRad*inPos.z+sRad*inPos.x));
    else if (inObject.type == ROUNDBOX_UNSIGNED)
        return roundBoxUnsignedDist(inObject, vec3(cRad*inPos.x-sRad*inPos.z, inPos.y, cRad*inPos.z+sRad*inPos.x));
    else if (inObject.type == SPHERE_SIGNED)
        return sphereSignedDist(inObject, vec3(cRad*inPos.x-sRad*inPos.z, inPos.y, cRad*inPos.z+sRad*inPos.x));
    else
        return 0.0;
}

看来这是必要的，有没有更好的方法呢？如果rotateY能够接收一个函数指针来调用适当的函数而不是全部else if

，那就太好了。

Answer 1

GLSL确实是一种非常有限的语言。编译器在优化某些事情方面做得很好，但并不完美。

要记住的一些事情：

本地内存很昂贵，无论是声明还是访问
动态索引数组放在本地内存中。
填充数组和对象以对齐16字节边界。 int[4]数组与vec4[4]数组具有相同的内存。您的Object应将vec3与float s。
没有函数调用这样的东西。一切都是内联的。
传递给函数的参数被复制并复制出来。当函数内联时，编译器并不总是优化这些副本。保持尽可能全球化。
切换语句没有跳转运算符，它们被扩展为嵌套的if语句。
分散是一个棘手的事情来优化。您可以通过预先构建轮换的if (type == ...来改进inPos代码，但我无法看到if语句的方法。也许您可以为每种对象类型（或使用宏）编写函数的排列并分别跟踪批量类型？

你可能会看到一些好主意，看看人们为https://www.shadertoy.com/所写的内容。

最后，GLSL 子例程具有与函数指针类似的意图，但在全局范围内用于所有着色器执行，并且在此处不会提供帮助。

GLSL，传递函数

1 个答案: