OpenGL：在着色器中执行 TexCoord 计算，不好的做法？

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenGL：在着色器中执行 TexCoord 计算，不好的做法？

【英文标题】：OpenGL: Performing TexCoord calculations within shader, bad practice?

【发布时间】：2018-09-26 06:50:43

【问题描述】：

我目前正在为游戏开发 2D 图形引擎。我的着色器采用 2 个 UV 偏移浮点数并通过应用偏移量来计算 TexCoord。

这是我的顶点着色器示例：

#shader vertex
#version 330 core

layout(location = 0) in vec4 position;
layout(location = 1) in vec2 texCoord;

out vec2 v_TexCoord;

uniform float u_Offset;
uniform float v_Offset;

void main()

    gl_Position = position;
    v_TexCoord = vec2(texCoord.x + u_Offset, texCoord.y + v_Offset);
;

我是否应该担心这会导致长期的性能问题？如果我在传递最终 UV 之前执行 CPU 端的计算，会有多大的不同，是否值得优化？

【问题讨论】：

偏移量多久改变一次？万一它可能改变每一帧，在 CPU 端进行计算甚至可能比在着色器中慢。请注意，在 CPU 上计算最终的 tex-coord 也意味着将整个几何数据复制回 GPU 内存。

【参考方案1】：

修改网格的属性数据是可编程管道的主要目的，将其移动到CPU将转化为性能降级。此外，正如@BDL 所指出的，您需要将数据重新发送到 GPU，这是整个过程中最糟糕的部分。

另一种情况是，当您对所有着色器实例执行相同的计算时，这将更适合在 CPU 上执行此类操作并将其作为统一文件上传。

【讨论】：

我希望我的引擎中只有一小部分网格会不断更新它们的坐标（例如滚动背景）。另一种情况是使用 spritesheet 为图像设置动画时。在这种情况下，我希望每几帧更新一次坐标。但除此之外，地板和墙壁等图像将被平铺并始终保持不变。我应该考虑使用多个着色器来处理每个独特的网格类型和行为吗？

如果除了纹理坐标修改之外，其余着色器都相同（顶点着色器、片段着色器等），我建议使用统一变量（如浮点数）来控制何时应用该位移，因此当您不想应用任何位移时，将统一设置为 0.0 (...texCoord.x + u_Offset * controlFlag...)。这将允许您使用单个着色器，这意味着不会在渲染过程中更改程序。但是，您仍然可以选择多个着色器，您不会注意到差异（现代游戏每帧切换数百到数千次程序）