Ištirkite revoliucinį WebGL tinklo šešėliuoklio konvejerį. Sužinokite, kaip užduočių amplifikacija leidžia generuoti didžiulius geometrijos kiekius ir atlikti pažangų atmetimą (culling) naujos kartos interneto grafikai.
Geometrijos išlaisvinimas: išsami WebGL tinklo šešėliuoklio (Mesh Shader) užduočių amplifikacijos konvejerio analizė
Internetas nebėra statiška, dvimatė terpė. Jis išsivystė į gyvybingą platformą, skirtą turtingoms, įtraukiančioms 3D patirtims, nuo kvapą gniaužiančių produktų konfigūratorių ir architektūrinių vizualizacijų iki sudėtingų duomenų modelių ir pilnaverčių žaidimų. Tačiau ši evoliucija kelia precedento neturinčius reikalavimus grafikos apdorojimo įrenginiui (GPU). Daugelį metų standartinis realaus laiko grafikos konvejeris, nors ir galingas, parodė savo amžių, dažnai tapdamas kliūtimi tokiam geometriniam sudėtingumui, kokio reikalauja šiuolaikinės programos.
Pristatome tinklo šešėliuoklio (Mesh Shader) konvejerį – paradigmą keičiančią funkciją, dabar pasiekiamą internete per WEBGL_mesh_shader plėtinį. Šis naujas modelis iš esmės keičia tai, kaip mes galvojame apie geometriją ir ją apdorojame GPU. Jo esmė – galinga koncepcija: užduočių amplifikacija (Task Amplification). Tai ne tik laipsniškas atnaujinimas; tai revoliucinis šuolis, perkeliantis planavimo ir geometrijos generavimo logiką iš CPU tiesiai į labai paralelią GPU architektūrą, atveriantis galimybes, kurios anksčiau buvo nepraktiškos ar neįmanomos interneto naršyklėje.
Šis išsamus vadovas leis jums nuodugniai pasinerti į tinklo šešėliuoklio geometrijos konvejerį. Išnagrinėsime jo architektūrą, suprasime skirtingus užduoties (Task) ir tinklo (Mesh) šešėliuoklių vaidmenis ir atskleisime, kaip galima panaudoti užduočių amplifikaciją kuriant naujos kartos vizualiai stulbinančias ir našias interneto programas.
Trumpas žvilgsnis atgal: tradicinio geometrijos konvejerio apribojimai
Norėdami iš tikrųjų įvertinti tinklo šešėliuoklių naujoves, pirmiausia turime suprasti konvejerį, kurį jie pakeičia. Dešimtmečius realaus laiko grafikoje dominavo santykinai fiksuotų funkcijų konvejeris:
- Viršūnių šešėliuoklis (Vertex Shader): Apdoroja atskiras viršūnes, transformuodamas jas į ekrano erdvę.
- (Pasirenkama) Teseliacijos šešėliuokliai (Tessellation Shaders): Suskaido geometrijos lopinėlius, kad sukurtų smulkesnes detales.
- (Pasirenkama) Geometrijos šešėliuoklis (Geometry Shader): Gali kurti arba naikinti primityvus (taškus, linijas, trikampius) realiuoju laiku.
- Rasterizuotojas (Rasterizer): Konvertuoja primityvus į pikselius.
- Fragmentų šešėliuoklis (Fragment Shader): Apskaičiuoja galutinę kiekvieno pikselio spalvą.
Šis modelis mums gerai tarnavo, tačiau jis turi esminių apribojimų, ypač didėjant scenų sudėtingumui:
- Nuo CPU priklausantys iškvietimai (Draw Calls): CPU tenka didžiulė užduotis išsiaiškinti, ką tiksliai reikia piešti. Tai apima atmetimą pagal matomumo piramidę (frustum culling), uždengimo atmetimą (occlusion culling) ir detalumo lygio (LOD) sistemų valdymą. Scenoje su milijonais objektų tai gali lemti, kad CPU tampa pagrindine kliūtimi, nespėjančia pakankamai greitai tiekti duomenų ištroškusiam GPU.
- Griežta įvesties struktūra: Konvejeris sukurtas remiantis griežtu įvesties-apdorojimo modeliu. Įvesties surinkėjas (Input Assembler) tiekia viršūnes po vieną, o šešėliuokliai jas apdoroja gana apribotu būdu. Tai nėra idealu šiuolaikinėms GPU architektūroms, kurios puikiai tinka nuosekliam, paraleliam duomenų apdorojimui.
- Neefektyvi amplifikacija: Nors geometrijos šešėliuokliai leido atlikti geometrijos amplifikaciją (kurti naujus trikampius iš įvesties primityvo), jie buvo pagarsėję savo neefektyvumu. Jų išvesties elgsena dažnai buvo nenuspėjama aparatinei įrangai, o tai sukeldavo našumo problemų, dėl kurių jie tapo netinkami daugeliui didelio masto programų.
- Iššvaistytas darbas: Tradiciniame konvejeryje, jei siunčiate trikampį atvaizdavimui, viršūnių šešėliuoklis bus paleistas tris kartus, net jei tas trikampis galiausiai bus atmestas arba bus į kitą pusę atsukta plonytė pikselio dydžio juostelė. Daug apdorojimo galios išnaudojama geometrijai, kuri niekuo neprisideda prie galutinio vaizdo.
Paradigmos pokytis: pristatome tinklo šešėliuoklio (Mesh Shader) konvejerį
Tinklo šešėliuoklio konvejeris pakeičia viršūnių, teseliacijos ir geometrijos šešėliuoklių etapus nauju, lankstesniu dviejų etapų modeliu:
- Užduoties šešėliuoklis (Task Shader) (Pasirenkama): Aukšto lygio valdymo etapas, nustatantis, kiek darbo reikia atlikti. Taip pat žinomas kaip amplifikacijos šešėliuoklis (Amplification Shader).
- Tinklo šešėliuoklis (Mesh Shader): Pagrindinis darbinis etapas, kuris veikia su duomenų paketais, kad generuotų mažus, savarankiškus geometrijos paketus, vadinamus „tinkleliais“ (meshlets).
Šis naujas požiūris iš esmės keičia atvaizdavimo filosofiją. Užuot CPU mikroskopiniu lygmeniu valdžius kiekvieną atskirą objekto piešimo iškvietimą, dabar jis gali išduoti vieną, galingą piešimo komandą, kuri iš esmės sako GPU: „Štai aukšto lygio sudėtingos scenos aprašymas; išsiaiškink detales pats.“
GPU, naudodamas užduoties ir tinklo šešėliuoklius, gali atlikti atmetimą, LOD parinkimą ir procedūrinį generavimą labai paraleliu būdu, paleisdamas tik tiek darbo, kiek reikia sugeneruoti geometrijai, kuri iš tikrųjų bus matoma. Tai yra GPU valdomo atvaizdavimo konvejerio (GPU-driven rendering pipeline) esmė, ir tai yra esminis pokytis našumo ir mastelio požiūriu.
Dirigentas: suprantame užduoties (amplifikacijos) šešėliuoklį
Užduoties šešėliuoklis yra naujojo konvejerio smegenys ir raktas į jo neįtikėtiną galią. Tai pasirenkamas etapas, tačiau būtent čia vyksta „amplifikacija“. Jo pagrindinis vaidmuo yra ne generuoti viršūnes ar trikampius, o veikti kaip darbo dispečeriui.
Kas yra užduoties šešėliuoklis?
Įsivaizduokite užduoties šešėliuoklį kaip didžiulio statybų projekto vadovą. CPU duoda vadovui aukšto lygio tikslą, pavyzdžiui, „pastatyti miesto rajoną“. Projekto vadovas (užduoties šešėliuoklis) pats nededa plytų. Vietoj to, jis įvertina bendrą užduotį, patikrina brėžinius ir nustato, kurių statybų brigadų (tinklo šešėliuoklio darbo grupių) ir kiek jų reikia. Jis gali nuspręsti, kad tam tikras pastatas nereikalingas (atmetimas) arba kad konkrečiai sričiai reikia dešimties brigadų, o kitai – tik dviejų.
Techniškai kalbant, užduoties šešėliuoklis veikia kaip skaičiavimams skirta darbo grupė (compute-like workgroup). Jis gali pasiekti atmintį, atlikti sudėtingus skaičiavimus ir, svarbiausia, nuspręsti, kiek tinklo šešėliuoklio darbo grupių paleisti. Šis sprendimas yra jo galios pagrindas.
Amplifikacijos galia
Terminas „amplifikacija“ kilęs iš užduoties šešėliuoklio gebėjimo paimti vieną savo darbo grupę ir paleisti nulį, vieną ar daug tinklo šešėliuoklio darbo grupių. Ši galimybė yra transformuojanti:
- Paleisti nulį: Jei užduoties šešėliuoklis nustato, kad objektas ar scenos dalis nėra matoma (pvz., už kameros matomumo piramidės ribų), jis gali tiesiog pasirinkti paleisti nulį tinklo šešėliuoklio darbo grupių. Visas potencialus darbas, susijęs su tuo objektu, išnyksta, niekada nebūdamas toliau apdorojamas. Tai yra neįtikėtinai efektyvus atmetimas, atliekamas tik GPU.
- Paleisti vieną: Tai tiesioginis perdavimas. Užduoties šešėliuoklio darbo grupė nusprendžia, kad reikalinga viena tinklo šešėliuoklio darbo grupė.
- Paleisti daug: Čia ir slypi procedūrinio generavimo magija. Viena užduoties šešėliuoklio darbo grupė gali išanalizuoti kai kuriuos įvesties parametrus ir nuspręsti paleisti tūkstančius tinklo šešėliuoklio darbo grupių. Pavyzdžiui, ji galėtų paleisti po darbo grupę kiekvienam žolės stiebeliui lauke arba kiekvienam asteroidui tankiame telkinyje – visa tai iš vienos CPU išsiųstos komandos.
Konceptualus žvilgsnis į užduoties šešėliuoklio GLSL kodą
Nors detalės gali būti sudėtingos, pagrindinis amplifikacijos mechanizmas GLSL (skirtas WebGL plėtiniui) yra stebėtinai paprastas. Jis sukasi apie `EmitMeshTasksEXT()` funkciją.
Pastaba: Tai supaprastintas, konceptualus pavyzdys.
#version 310 es
#extension GL_EXT_mesh_shader : require
layout(local_size_x = 32, local_size_y = 1, local_size_z = 1) in;
// Kintamieji (uniforms), perduodami iš CPU
uniform mat4 u_viewProjectionMatrix;
uniform uint u_totalObjectCount;
// Buferis, kuriame yra daugelio objektų apibrėžiančiosios sferos
struct BoundingSphere {
vec4 centerAndRadius;
};
layout(std430, binding = 0) readonly buffer ObjectBounds {
BoundingSphere bounds[];
} objectBounds;
void main() {
// Kiekviena gija darbo grupėje gali tikrinti skirtingą objektą
uint objectIndex = gl_GlobalInvocationID.x;
if (objectIndex >= u_totalObjectCount) {
return;
}
// Atlikti atmetimą pagal matomumo piramidę GPU lygmeniu šio objekto apibrėžiančiajai sferai
BoundingSphere sphere = objectBounds.bounds[objectIndex];
bool isVisible = isSphereInFrustum(sphere.centerAndRadius, u_viewProjectionMatrix);
// Jei jis matomas, paleiskite vieną tinklo šešėliuoklio darbo grupę jam nupiešti.
// Pastaba: ši logika galėtų būti sudėtingesnė, naudojant atomines operacijas matomiems
// objektams skaičiuoti ir vienai gijai išsiunčiant užduotis visiems jiems.
if (isVisible) {
// Tai nurodo GPU paleisti tinklo užduotį. Parametrai gali būti naudojami
// informacijai perduoti tinklo šešėliuoklio darbo grupei.
// Dėl paprastumo, įsivaizduokime, kad kiekvienas užduoties šešėliuoklio iškvietimas gali tiesiogiai atitikti tinklo užduotį.
// Realesnis scenarijus apimtų grupavimą ir išsiuntimą iš vienos gijos.
// Supaprastintas konceptualus išsiuntimas:
// Apsimeskime, kad kiekvienas matomas objektas gauna savo užduotį, nors realybėje
// vienas užduoties šešėliuoklio iškvietimas valdytų kelių tinklo šešėliuoklių išsiuntimą.
EmitMeshTasksEXT(1u, 0u, 0u); // Tai yra pagrindinė amplifikacijos funkcija
}
// Jei nematomas, nieko nedarome! Objektas atmetamas be jokių papildomų GPU kaštų, išskyrus šį patikrinimą.
}
Realiame scenarijuje, viena gija darbo grupėje galėtų apjungti rezultatus ir atlikti vieną `EmitMeshTasksEXT` iškvietimą visiems matomiems objektams, už kuriuos atsakinga ši darbo grupė.
Darbo jėga: tinklo šešėliuoklio vaidmuo generuojant geometriją
Kai užduoties šešėliuoklis išsiunčia vieną ar daugiau darbo grupių, darbą perima tinklo šešėliuoklis. Jei užduoties šešėliuoklis yra projekto vadovas, tai tinklo šešėliuoklis yra kvalifikuota statybų komanda, kuri iš tikrųjų stato geometriją.
Nuo darbo grupių iki tinklelių (Meshlets)
Kaip ir užduoties šešėliuoklis, tinklo šešėliuoklis veikia kaip bendradarbiaujanti gijų darbo grupė. Visos šios darbo grupės bendras tikslas yra sukurti vieną, nedidelį geometrijos paketą, vadinamą tinkleliu (meshlet). Tinklelis yra tiesiog viršūnių ir jas jungiančių primityvų (trikampių) rinkinys. Paprastai tinklelyje yra nedidelis viršūnių (pvz., iki 128) ir trikampių (pvz., iki 256) skaičius – dydis, kuris yra labai draugiškas šiuolaikinėms GPU podėlio (cache) ir apdorojimo sistemoms.
Tai yra esminis nukrypimas nuo viršūnių šešėliuoklio, kuris neturėjo jokio supratimo apie savo kaimynus. Tinklo šešėliuoklyje visos darbo grupės gijos gali dalytis atmintimi ir koordinuoti savo pastangas, kad efektyviai sukurtų tinklelį.
Viršūnių ir primityvų generavimas
Užuot grąžinusi vieną `gl_Position`, tinklo šešėliuoklio darbo grupė užpildo išvesties masyvus pilnais savo tinklelio duomenimis. Gijos dirba kartu, kad įrašytų viršūnių pozicijas, normalės, UV koordinates ir kitus atributus į šiuos masyvus. Jos taip pat apibrėžia primityvus, nurodydamos, kurios viršūnės sudaro kiekvieną trikampį.
Paskutinis žingsnis tinklo šešėliuoklyje yra iškviesti funkciją, pvz., `SetMeshOutputsEXT()`, kad deklaruotų, kiek tiksliai viršūnių ir primityvų jis sugeneravo. Tada aparatinė įranga paima šį tinklelį ir perduoda jį tiesiai į rasterizuotoją.
Konceptualus žvilgsnis į tinklo šešėliuoklio GLSL kodą
Štai konceptualus pavyzdys, kaip tinklo šešėliuoklis generuoja paprastą keturkampį. Atkreipkite dėmesį, kaip gijos bendradarbiauja remdamosi savo `gl_LocalInvocationID`.
#version 310 es
#extension GL_EXT_mesh_shader : require
// Apibrėžiame maksimalias išvestis mūsų tinkleliui
layout(max_vertices = 4, max_primitives = 2) out;
layout(triangles) out;
layout(local_size_x = 4, local_size_y = 1, local_size_z = 1) in;
// Rašome viršūnių duomenis į šiuos integruotus išvesties masyvus
out gl_MeshVerticesEXT {
vec4 position;
vec2 uv;
} vertices[];
// Rašome trikampių indeksus į šį masyvą
out uint gl_MeshPrimitivesEXT[];
uniform mat4 u_modelViewProjectionMatrix;
void main() {
// Bendras viršūnių ir primityvų skaičius, kurį reikia sugeneruoti šiam tinkleliui
const uint vertexCount = 4;
const uint primitiveCount = 2;
// Nurodome aparatinei įrangai, kiek viršūnių ir primityvų iš tikrųjų išvedame
SetMeshOutputsEXT(vertexCount, primitiveCount);
// Apibrėžiame keturkampio viršūnių pozicijas ir UV koordinates
vec4 positions[4] = vec4[4](
vec4(-0.5, 0.5, 0.0, 1.0),
vec4(-0.5, -0.5, 0.0, 1.0),
vec4(0.5, 0.5, 0.0, 1.0),
vec4(0.5, -0.5, 0.0, 1.0)
);
vec2 uvs[4] = vec2[4](
vec2(0.0, 1.0),
vec2(0.0, 0.0),
vec2(1.0, 1.0),
vec2(1.0, 0.0)
);
// Leiskime kiekvienai gijai darbo grupėje sugeneruoti po vieną viršūnę
uint id = gl_LocalInvocationID.x;
if (id < vertexCount) {
vertices[id].position = u_modelViewProjectionMatrix * positions[id];
vertices[id].uv = uvs[id];
}
// Leiskime pirmosioms dviem gijoms sugeneruoti du keturkampio trikampius
if (id == 0) {
// Pirmas trikampis: 0, 1, 2
gl_MeshPrimitivesEXT[0] = 0u;
gl_MeshPrimitivesEXT[1] = 1u;
gl_MeshPrimitivesEXT[2] = 2u;
}
if (id == 1) {
// Antras trikampis: 1, 3, 2
gl_MeshPrimitivesEXT[3] = 1u;
gl_MeshPrimitivesEXT[4] = 3u;
gl_MeshPrimitivesEXT[5] = 2u;
}
}
Praktinė magija: užduočių amplifikacijos panaudojimo atvejai
Tikroji šio konvejerio galia atsiskleidžia, kai jį pritaikome sudėtingiems, realaus pasaulio atvaizdavimo iššūkiams.
1 panaudojimo atvejis: masinis procedūrinis geometrijos generavimas
Įsivaizduokite, kad atvaizduojate tankų asteroidų lauką su šimtais tūkstančių unikalių asteroidų. Su senuoju konvejeriu CPU turėtų sugeneruoti kiekvieno asteroido viršūnių duomenis ir iškviesti atskirą piešimo komandą kiekvienam iš jų – tai visiškai nepraktiškas požiūris.
Tinklo šešėliuoklio darbo eiga:
- CPU iškviečia vieną piešimo komandą: `drawMeshTasksEXT(1, 1)`. Jis taip pat perduoda kai kuriuos aukšto lygio parametrus, pavyzdžiui, lauko spindulį ir asteroidų tankį, „uniform“ buferyje.
- Vykdoma viena užduoties šešėliuoklio darbo grupė. Ji nuskaito parametrus ir apskaičiuoja, kad, tarkime, reikia 50 000 asteroidų. Tada ji iškviečia `EmitMeshTasksEXT(50000, 0, 0)`.
- GPU lygiagrečiai paleidžia 50 000 tinklo šešėliuoklio darbo grupių.
- Kiekviena tinklo šešėliuoklio darbo grupė naudoja savo unikalų ID (`gl_WorkGroupID`) kaip pradinę vertę, kad procedūriškai sugeneruotų vieno unikalaus asteroido viršūnes ir trikampius.
Rezultatas – didžiulė, sudėtinga scena, sugeneruota beveik vien tik GPU, atlaisvinant CPU kitoms užduotims, tokioms kaip fizika ir dirbtinis intelektas.
2 panaudojimo atvejis: GPU valdomas atmetimas dideliu mastu
Įsivaizduokite detalią miesto sceną su milijonais atskirų objektų. CPU tiesiog negali patikrinti kiekvieno objekto matomumo kiekviename kadre.
Tinklo šešėliuoklio darbo eiga:
- CPU įkelia didelį buferį su visų scenos objektų apibrėžiančiaisiais tūriais (pvz., sferomis ar dėžėmis). Tai atsitinka vieną kartą arba tik tada, kai objektai juda.
- CPU iškviečia vieną piešimo komandą, paleisdamas pakankamai užduočių šešėliuoklio darbo grupių, kad lygiagrečiai apdorotų visą apibrėžiančiųjų tūrių sąrašą.
- Kiekvienai užduoties šešėliuoklio darbo grupei priskiriama apibrėžiančiųjų tūrių sąrašo dalis. Ji iteruoja per jai priskirtus objektus, atlieka kiekvieno iš jų atmetimą pagal matomumo piramidę (ir potencialiai uždengimo atmetimą) ir suskaičiuoja, kiek jų yra matomų.
- Galiausiai, ji paleidžia tiksliai tiek tinklo šešėliuoklio darbo grupių, perduodama matomų objektų ID.
- Kiekviena tinklo šešėliuoklio darbo grupė gauna objekto ID, suranda jo tinklo duomenis iš buferio ir sugeneruoja atitinkamus tinklelius atvaizdavimui.
Tai perkelia visą atmetimo procesą į GPU, leidžiant kurti tokio sudėtingumo scenas, kurios akimirksniu paralyžiuotų CPU pagrįstą požiūrį.
3 panaudojimo atvejis: dinamiškas ir efektyvus detalumo lygis (LOD)
LOD sistemos yra kritiškai svarbios našumui, pereinant prie paprastesnių modelių objektams, kurie yra toli. Tinklo šešėliuokliai daro šį procesą smulkesnį ir efektyvesnį.
Tinklo šešėliuoklio darbo eiga:
- Objekto duomenys yra iš anksto apdorojami į tinklelių hierarchiją. Šiurkštesni LOD naudoja mažiau, bet didesnių tinklelių.
- Šio objekto užduoties šešėliuoklis apskaičiuoja jo atstumą nuo kameros.
- Atsižvelgiant į atstumą, jis nusprendžia, kuris LOD lygis yra tinkamas. Tada jis gali atlikti atmetimą kiekvienam to LOD tinkleliui atskirai. Pavyzdžiui, dideliam objektui jis gali atmesti tinklelius, esančius objekto galinėje, nematomoje pusėje.
- Jis paleidžia tik tas tinklo šešėliuoklio darbo grupes, kurios skirtos pasirinkto LOD matomiems tinkleliams.
Tai leidžia atlikti smulkiagrūdį, realiuoju laiku veikiantį LOD parinkimą ir atmetimą, kuris yra daug efektyvesnis nei CPU keičiami ištisi modeliai.
Darbo pradžia: `WEBGL_mesh_shader` plėtinio naudojimas
Pasiruošę eksperimentuoti? Štai praktiniai žingsniai, kaip pradėti dirbti su tinklo šešėliuokliais WebGL.
Palaikymo tikrinimas
Visų pirma, tai yra pažangiausia funkcija. Turite patikrinti, ar vartotojo naršyklė ir aparatinė įranga ją palaiko.
const gl = canvas.getContext('webgl2');
const meshShaderExtension = gl.getExtension('WEBGL_mesh_shader');
if (!meshShaderExtension) {
console.error("Jūsų naršyklė ar GPU nepalaiko WEBGL_mesh_shader.");
// Pereikite prie tradicinio atvaizdavimo būdo
}
Naujas piešimo iškvietimas
Pamirškite `drawArrays` ir `drawElements`. Naujasis konvejeris iškviečiamas nauja komanda. Plėtinio objektas, kurį gausite iš `getExtension`, turės naujas funkcijas.
// Paleisti 10 užduočių šešėliuoklio darbo grupių.
// Kiekviena darbo grupė turės šešėliuoklyje apibrėžtą local_size.
meshShaderExtension.drawMeshTasksEXT(0, 10);
`count` argumentas nurodo, kiek vietinių užduoties šešėliuoklio darbo grupių paleisti. Jei nenaudojate užduoties šešėliuoklio, tai tiesiogiai paleidžia tinklo šešėliuoklio darbo grupes.
Šešėliuoklių kompiliavimas ir susiejimas
Procesas panašus į tradicinį GLSL, tačiau kursite šešėliuoklius, kurių tipas yra `meshShaderExtension.MESH_SHADER_EXT` ir `meshShaderExtension.TASK_SHADER_EXT`. Juos susiejate į programą lygiai taip pat, kaip viršūnių ir fragmentų šešėliuoklius.
Svarbiausia, kad jūsų GLSL kodas abiem šešėliuokliams turi prasidėti direktyva, įgalinančia plėtinį:
#extension GL_EXT_mesh_shader : require
Našumo aspektai ir gerosios praktikos
- Pasirinkite tinkamą darbo grupės dydį: `layout(local_size_x = N)` jūsų šešėliuoklyje yra kritiškai svarbus. 32 arba 64 dydis dažnai yra geras atspirties taškas, nes jis gerai dera su pagrindinėmis aparatinės įrangos architektūromis, tačiau visada profiliuokite, kad rastumėte optimalų dydį savo konkrečiai darbo apkrovai.
- Užduoties šešėliuoklis turi būti „lengvas“: Užduoties šešėliuoklis yra galingas įrankis, tačiau jis taip pat yra potenciali kliūtis. Atmetimas ir logika, kurią čia atliekate, turėtų būti kuo efektyvesnė. Venkite lėtų, sudėtingų skaičiavimų, jei juos galima apskaičiuoti iš anksto.
- Optimizuokite tinklelio (meshlet) dydį: Yra nuo aparatinės įrangos priklausomas optimalus viršūnių ir primityvų skaičius tinklelyje. Jūsų deklaruojami `max_vertices` ir `max_primitives` turėtų būti atidžiai parinkti. Per maži – dominuos darbo grupių paleidimo pridėtinės išlaidos. Per dideli – prarasite paralelumą ir podėlio efektyvumą.
- Duomenų nuoseklumas yra svarbus: Atliekant atmetimą užduoties šešėliuoklyje, išdėstykite apibrėžiančiųjų tūrių duomenis atmintyje taip, kad būtų skatinami nuoseklūs prieigos modeliai. Tai padeda GPU podėliams efektyviai veikti.
- Žinokite, kada jų vengti: Tinklo šešėliuokliai nėra stebuklinga kulka. Atvaizduojant keletą paprastų objektų, tinklo konvejerio pridėtinės išlaidos gali būti didesnės nei tradicinio viršūnių konvejerio. Naudokite juos ten, kur atsiskleidžia jų stipriosios pusės: didžiuliai objektų kiekiai, sudėtingas procedūrinis generavimas ir GPU valdomos darbo apkrovos.
Išvada: realaus laiko grafikos ateitis internete jau čia
Tinklo šešėliuoklio konvejeris su užduočių amplifikacija yra vienas reikšmingiausių realaus laiko grafikos pasiekimų per pastarąjį dešimtmetį. Pakeisdamas paradigmą iš griežto, CPU valdomo proceso į lankstų, GPU valdomą, jis griauna ankstesnius geometrinio sudėtingumo ir scenos mastelio barjerus.
Ši technologija, suderinta su modernių grafikos API, tokių kaip „Vulkan“, „DirectX 12 Ultimate“ ir „Metal“, kryptimi, nebėra apribota tik aukščiausios klasės vietinėmis programomis. Jos atėjimas į WebGL atveria duris naujai interneto patirčių erai, kuri yra detalesnė, dinamiškesnė ir labiau įtraukianti nei bet kada anksčiau. Kūrėjams, norintiems priimti šį naują modelį, kūrybinės galimybės yra beveik neribotos. Galia generuoti ištisus pasaulius realiuoju laiku pirmą kartą yra tiesiogine to žodžio prasme jūsų rankose, tiesiog interneto naršyklėje.