OpenGL浮点精度

Posted 2023-02-17

【中文标题】OpenGL浮点精度

【英文标题】：OpenGL floating point precision

【发布时间】：2020-01-14 19:01:35

【问题描述】：

我正在开展一个从旧版/即时 OpenGL 迁移到现代 OpenGL（核心配置文件）的项目。在传统的 OpenGL 实现中，我们使用了双精度，即我们在 glVertexPointer 中使用了 GL_DOUBLE，我们使用了 glLoadMatrixd 等。但是，在现代 OpenGL 中，只有 OpenGL/GLSL 4.0+ 支持双精度。

旧的 OpenGL 如何支持双精度，而新的 OpenGL 不支持？ 传统 OpenGL 如何处理双精度，而大多数显卡甚至不支持双精度？

我在互联网上找不到任何信息，或者某些答案太旧了。

目前的显卡支持双精度吗？我应该使用 OpenGL 4.0 吗？

【问题讨论】：

如果 GL_DOUBLE 在几乎所有情况下实际上都没有等同于 C++ double，我会感到非常惊讶。

我不确定，但我希望旧显卡默认使用半浮动。并且 GL_DOUBLE 意味着常规浮动。但我只是推测。显卡支持double，但它们往往拥有更少的内核来执行双重计算，这使得它几乎毫无用处，因为性能会受到巨大影响。

@JesperJuhl GL_DOUBLE 应该等于 c++ double，因为旧版 OpenGL 与 C++ double 一起使用。但是，现代 OpenGL（不是 OpenGL 4.0+）没有用于双精度的 API，即 glUniform 不接受双精度，并且您无法在着色器中定义双精度。

【参考方案1】：

旧的 OpenGL 如何支持双精度，而新的 OpenGL 不支持？传统 OpenGL 如何处理双精度，而大多数显卡甚至不支持双精度？

它不是你想的那样。您可以使用双精度作为顶点属性并不意味着（并且从未这样做过）GL 实现将以该精度进行计算——GPU 从未这样做过。在任何情况下，数据都会转换为单精度。矩阵也是如此——在旧版 GL 中，发送到 GPU 的矩阵永远不会是双精度的，无论您在指定 CPU 端数据时使用的是 d 还是 f 后缀。

在更新的 GPU 中，着色器内核提供了双精度，而现代 GL 4.x 允许您第一次使用它。

另外请注意，许多实际消费级 GPU 的双精度比都非常低，例如 FP32 性能的 1/32，因此您最好在使用之前三思而后行。对于图形，您很少需要它。而且您之前的代码与旧版 GL 一起使用的事实证明您不需要精度。

【讨论】：

感谢您的回答！所以即使我用glm::dvec3 顶点调用glVertexPointer，显卡内部也使用单精度？

是的！为此，您需要 GL4.something 和 glVertexAttirbLPointer（注意函数名称中的 L，“L”代表“double”）

@TaoChen：“所以即使我用 glm::dvec3 顶点调用 glVertexPointer，显卡内部也使用单精度？” 不仅如此。如果您尝试这样做，系统基本上必须在 CPU 上 读取您的顶点数据并将双精度数转换为浮点数，因为硬件实际上无法读取它们。这样做会影响你的表现。

"对于图形，您很少需要它。" 实际上，您将使用它的最明显的地方（VS 中的位置）实际上并没有帮助，因为 @987654327 @ 是单精度向量。即使不是，使用它的硬件肯定也无法处理双精度值。深度缓冲区也不能。