WebGL o'zgaruvchan tezlikdagi soya apparatini qo'llab-quvvatlash: GPU imkoniyatlarini aniqlash

O'zgaruvchan tezlikdagi soya (VRS) - bu ishlab chiquvchilarga ekranning turli sohalarida soya tezligini boshqarish imkonini beruvchi kuchli renderlash texnikasidir. Detallar kamroq ahamiyatga ega bo'lgan sohalarda soya tezligini pasaytirish orqali, VRS vizual sifatda sezilarli pasayishsiz renderlash samaradorligini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Bu, ayniqsa, resurslari cheklangan qurilmalar va o'yinlar, simulyatsiyalar va virtual reallik kabi talabchan ilovalar uchun juda muhimdir.

Biroq, VRS apparatga bog'liq xususiyatdir. Hamma GPU'lar ham uni qo'llab-quvvatlamaydi va qo'llab-quvvatlaydiganlarida ham turli imkoniyatlar bo'lishi mumkin. Shuning uchun, VRS apparat qo'llab-quvvatlashini aniq aniqlash WebGL ilovalaringizda ushbu texnologiyadan samarali foydalanishning birinchi muhim qadamidir. Ushbu blog posti sizga VRS qo'llab-quvvatlashini aniqlash va duch kelishingiz mumkin bo'lgan turli darajadagi imkoniyatlarni tushunish jarayonida yo'l-yo'riq ko'rsatadi.

O'zgaruvchan tezlikdagi soya (VRS) nima?

An'anaga ko'ra, ekrandagi har bir piksel alohida soyalanadi (ya'ni, uning rangi hisoblanadi). Bu bir xil soya tezligi isrofgarchilikka olib kelishi mumkin, chunki ekranning ba'zi sohalari bunday yuqori aniqlikni talab qilmasligi mumkin. Masalan, past kontrastli yoki tez harakatlanuvchi hududlarni ko'pincha idrok etiladigan vizual sifatga sezilarli ta'sir ko'rsatmasdan pastroq tezlikda soyalash mumkin.

VRS ishlab chiquvchilarga ekranning turli hududlari uchun turli xil soya tezligini belgilash imkonini beradi. Bu odatda ekranni plitkalar yoki bloklarga bo'lish va har bir plitkaga soya tezligini belgilash orqali amalga oshiriladi. Pastroq soya tezligi GPU'ning o'sha plitka ichida kamroq piksellarni soyalashini anglatadi, bu esa renderlash yukini samarali ravishda kamaytiradi.

Odatda VRSning ikkita asosiy turi mavjud:

• Dag'al pikselli soya (CPS): VRSning bu turi har bir plitka uchun soya tezligini belgilash imkonini beradi. Plitka hajmi odatda kichik, masalan, 8x8 yoki 16x16 piksel bo'ladi. CPS VRSning nisbatan oddiy va samarali shaklidir.
• Kontentga moslashuvchan soya (CAS): VRSning bu yanada rivojlangan shakli sahna mazmuniga qarab soya tezligini dinamik ravishda o'zgartiradi. Masalan, yuqori detallarga ega yoki harakatlanuvchi hududlar yuqori tezlikda soyalanishi mumkin, past detallarga ega yoki statik kontentli hududlar esa pastroq tezlikda soyalanishi mumkin. CAS sahna haqida murakkabroq tahlilni talab qiladi, lekin u yanada yuqori samaradorlikni ta'minlashi mumkin.

WebGL'da VRS'dan foydalanishning afzalliklari

WebGL ilovalaringizda VRS'ni joriy etish bir nechta asosiy afzalliklarni taqdim etadi:

• Samaradorlikni oshirish: Kamroq muhim sohalarda soya tezligini pasaytirish orqali, VRS renderlash yukini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin, bu esa, ayniqsa, past darajadagi qurilmalarda kadrlar tezligini oshirishga va silliqroq ishlashga olib keladi.
• Batareya quvvatini uzaytirish: Mobil qurilmalar va noutbuklar uchun renderlash yukini kamaytirish batareya quvvatini uzaytirishga olib keladi, bu esa foydalanuvchilarga ilovalaringizdan uzoqroq vaqt davomida zavqlanish imkonini beradi.
• Vizual sifatni yaxshilash (ba'zi hollarda): Garchi bu g'ayrioddiy tuyulishi mumkin bo'lsa-da, VRS ba'zan vizual jihatdan muhim bo'lgan sohalarga ko'proq renderlash resurslarini ajratish orqali vizual sifatni yaxshilashi mumkin. Masalan, orqa fonda soya tezligini kamaytirib, tejangan resurslardan oldingi fonda soya tezligini oshirish uchun foydalanishingiz mumkin, bu esa oldingi fondagi obyektlarning aniqroq va batafsilroq bo'lishiga olib keladi.
• Masshtablanuvchanlik: VRS ilovangizning turli xil apparat konfiguratsiyalarida yaxshiroq masshtablanishiga imkon beradi. Yuqori darajadagi GPU'larda maksimal vizual sifatga erishish uchun yuqori soya tezligidan foydalanishingiz mumkin, past darajadagi GPU'larda esa qabul qilinadigan samaradorlikni saqlab qolish uchun pastroq soya tezligidan foydalanishingiz mumkin.

WebGL'da VRS apparat qo'llab-quvvatlashini aniqlash

WebGL ilovangizda VRS'dan foydalanishni boshlashdan oldin, foydalanuvchining GPU'si uni qo'llab-quvvatlashini aniqlashingiz kerak. Bu zarur WebGL kengaytmalarining mavjudligini tekshirishni o'z ichiga oladi.

1. ANGLE_variable_rate_shading kengaytmasini tekshirish

WebGL'da VRS'ni yoqadigan asosiy kengaytma bu ANGLE_variable_rate_shading. Uning mavjudligini WebGL kontekstining getExtension() usuli yordamida tekshirishingiz mumkin:

            const gl = canvas.getContext('webgl2');
if (!gl) {
  console.error('WebGL 2 is not supported.');
  return;
}

const vrsExtension = gl.getExtension('ANGLE_variable_rate_shading');

if (vrsExtension) {
  console.log('Variable Rate Shading is supported!');
} else {
  console.log('Variable Rate Shading is not supported.');
}

            

              
                Copy
              
            
          

Muhim eslatma: ANGLE_variable_rate_shading kengaytmasi ANGLE (Almost Native Graphics Layer Engine) loyihasi tomonidan taqdim etilgan kengaytmadir. ANGLE ko'plab brauzerlar tomonidan WebGL chaqiruvlarini turli platformalarning mahalliy grafik API'lariga (masalan, Windows'da Direct3D, macOS va iOS'da Metal, Android'da Vulkan) tarjima qilish uchun ishlatiladi. Shuning uchun, ushbu kengaytmaning mavjudligi, agar mahalliy WebGL joriy etilishi VRS funksiyalarini to'g'ridan-to'g'ri ochib bermasa ham, asosiy grafik drayver va apparat VRS'ni qo'llab-quvvatlashini bildiradi.

2. VRS imkoniyatlarini o'rganish

ANGLE_variable_rate_shading kengaytmasi mavjudligini tasdiqlaganingizdan so'ng, VRS joriy etilishining o'ziga xos imkoniyatlarini o'rganishingiz kerak. Kengaytma ushbu imkoniyatlarni so'rash imkonini beruvchi bir nechta konstantalar va usullarni taqdim etadi.

a. Qo'llab-quvvatlanadigan soya tezliklari

Kengaytma qo'llab-quvvatlanadigan soya tezliklarini ifodalovchi bir qator konstantalarni belgilaydi. Bu konstantalar ikkining darajalari bo'lib, har bir fragment uchun soyalanadigan piksellar sonini bildiradi.

• gl.SHADING_RATE_1X1_PIXELS: Har bir pikselni soyalash (1x1).
• gl.SHADING_RATE_1X2_PIXELS: Gorizontal ravishda har ikkinchi pikselni soyalash (1x2).
• gl.SHADING_RATE_2X1_PIXELS: Vertikal ravishda har ikkinchi pikselni soyalash (2x1).
• gl.SHADING_RATE_2X2_PIXELS: Ikkala o'lchamda ham har ikkinchi pikselni soyalash (2x2).
• gl.SHADING_RATE_4X2_PIXELS: Gorizontal ravishda har to'rtinchi pikselni va vertikal ravishda har ikkinchi pikselni soyalash (4x2).
• gl.SHADING_RATE_2X4_PIXELS: Gorizontal ravishda har ikkinchi pikselni va vertikal ravishda har to'rtinchi pikselni soyalash (2x4).
• gl.SHADING_RATE_4X4_PIXELS: Ikkala o'lchamda ham har to'rtinchi pikselni soyalash (4x4).

GPU tomonidan qaysi soya tezliklari haqiqatda qo'llab-quvvatlanishini aniqlash uchun siz kengaytmaning getSupportedShadingRates() usulidan foydalanishingiz mumkin. Bu usul mantiqiy (boolean) qiymatlardan iborat massivni qaytaradi, bu yerda har bir element tegishli soya tezligi qo'llab-quvvatlanishini bildiradi. Elementlarning tartibi yuqorida sanab o'tilgan konstantalarning tartibiga mos keladi.

            if (vrsExtension) {
  const supportedShadingRates = vrsExtension.getSupportedShadingRates();

  console.log('Supported Shading Rates:');
  console.log('  1x1: ' + supportedShadingRates[0]);
  console.log('  1x2: ' + supportedShadingRates[1]);
  console.log('  2x1: ' + supportedShadingRates[2]);
  console.log('  2x2: ' + supportedShadingRates[3]);
  console.log('  4x2: ' + supportedShadingRates[4]);
  console.log('  2x4: ' + supportedShadingRates[5]);
  console.log('  4x4: ' + supportedShadingRates[6]);
}

            

              
                Copy
              
            
          

supportedShadingRates massivini o'rganib chiqib, ilovangizda qaysi soya tezliklaridan xavfsiz foydalanish mumkinligini aniqlashingiz mumkin.

b. Soya tezligi birlashtiruvchilari soni

Kengaytmaning shadingRateCombinerCount xususiyati GPU tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan soya tezligi birlashtiruvchilari sonini bildiradi. Soya tezligi birlashtiruvchilari yakuniy soya tezligini hosil qilish uchun soya tezligi ma'lumotlarining bir nechta manbalarini birlashtirish imkonini beradi. Qancha ko'p birlashtiruvchi mavjud bo'lsa, soya tezligini boshqarishda shuncha moslashuvchan bo'lishingiz mumkin.

            if (vrsExtension) {
  const shadingRateCombinerCount = vrsExtension.shadingRateCombinerCount;
  console.log('Shading Rate Combiner Count: ' + shadingRateCombinerCount);
}

            

              
                Copy
              
            
          

shadingRateCombinerCount uchun odatiy qiymatlar 1 yoki 2 ga teng. 0 qiymati soya tezligi birlashtiruvchilari qo'llab-quvvatlanmasligini bildiradi.

c. Soya tezligi tasvirini qo'llab-quvvatlash

shadingRateImage - bu har bir plitka uchun soya tezligini belgilash imkonini beruvchi teksturadir. Kengaytma soya tezligi tasviri uchun tekstura nishonini ifodalovchi gl.SHADING_RATE_IMAGE_OES konstantasini taqdim etadi. shadingRateImage qo'llab-quvvatlanishini tekshirish uchun MAX_FRAGMENT_UNIFORM_VECTORS chegarasini so'rang. Agar mavjud fragment uniform vektorlari soni yetarli bo'lsa, drayver ehtimol shadingRateImage xususiyatini qo'llab-quvvatlaydi. Agar maksimal son juda past bo'lsa, bu xususiyat ehtimol qo'llab-quvvatlanmaydi.

shadingRateImage dag'al pikselli soyalashni amalga oshirishning standart usuli bo'lsa-da, VRS'ning apparat implementatsiyalari uni o'tkazib yuborishi mumkin va bu ish vaqtida aniqlanishi kerak.

3. Qo'llab-quvvatlanmaydigan VRS'ni boshqarish

Agar ANGLE_variable_rate_shading kengaytmasi mavjud bo'lmasa yoki qo'llab-quvvatlanadigan soya tezliklari cheklangan bo'lsa, siz muammosiz standart renderlash yo'liga qaytishingiz kerak. Bu yuqori soya tezligidan foydalanishni yoki VRS'ni butunlay o'chirib qo'yishni o'z ichiga olishi mumkin. Agar VRS to'g'ri qo'llab-quvvatlanmasa, unga tayanmaslik juda muhim, chunki bu renderlash xatolariga yoki samaradorlik muammolariga olib kelishi mumkin.

Misol: WebGL ilovasida VRS'ni aniqlash va ishlatish

Quyida VRS qo'llab-quvvatlashini aniqlash va oddiy WebGL ilovasida soya tezligini sozlash uchun undan qanday foydalanishni ko'rsatadigan to'liqroq misol keltirilgan:

            
// Get the WebGL2 context
const canvas = document.getElementById('glCanvas');
const gl = canvas.getContext('webgl2');

if (!gl) {
  console.error('WebGL 2 is not supported.');
  // Fallback to a non-VRS rendering path
  return;
}

// Get the ANGLE_variable_rate_shading extension
const vrsExtension = gl.getExtension('ANGLE_variable_rate_shading');

if (!vrsExtension) {
  console.log('Variable Rate Shading is not supported.');
  // Fallback to a non-VRS rendering path
  return;
}

// Check supported shading rates
const supportedShadingRates = vrsExtension.getSupportedShadingRates();

// Determine the lowest supported shading rate (other than 1x1)
let lowestShadingRate = gl.SHADING_RATE_1X1_PIXELS; // Default to 1x1
if (supportedShadingRates[1]) {
  lowestShadingRate = gl.SHADING_RATE_1X2_PIXELS;
} else if (supportedShadingRates[2]) {
  lowestShadingRate = gl.SHADING_RATE_2X1_PIXELS;
} else if (supportedShadingRates[3]) {
  lowestShadingRate = gl.SHADING_RATE_2X2_PIXELS;
} else if (supportedShadingRates[4]) {
  lowestShadingRate = gl.SHADING_RATE_4X2_PIXELS;
} else if (supportedShadingRates[5]) {
  lowestShadingRate = gl.SHADING_RATE_2X4_PIXELS;
} else if (supportedShadingRates[6]) {
  lowestShadingRate = gl.SHADING_RATE_4X4_PIXELS;
}

console.log('Lowest supported shading rate: ' + lowestShadingRate);

// Set the shading rate for a specific region (e.g., the entire screen)
// This would typically involve creating a shading rate image and binding it to the appropriate texture unit.
// The following is a simplified example that only sets the shading rate globally.

// Assuming you have a program and are about to draw...

function drawScene(){
  // Bind the appropriate framebuffer (if needed)

  // Call the extension function to set the shading rate (simplified example)
  // In a real application, this would involve setting up a shading rate image.
  //vrsExtension.setShadingRate(lowestShadingRate);  //This is a hypothetical function and will not work, it's here as an example of what it would do.

  // Draw your scene
  //gl.drawArrays(...);
}

// Render loop
function render() {
  // ... update your scene ...
  drawScene();
  requestAnimationFrame(render);
}

requestAnimationFrame(render);


            

              
                Copy
              
            
          

Muhim jihatlar:

• Soya tezligi tasviri: Yuqoridagi misol soddalashtirilgan tasvirni taqdim etadi. Haqiqiy hayotdagi stsenariyda siz odatda soya tezligi tasvirini (tekstura) yaratib, uni tegishli tekstura birligiga bog'lagan bo'lar edingiz. Bu tasvir ekrandagi har bir plitka uchun soya tezligi qiymatlarini o'z ichiga olgan bo'lar edi. Keyin siz fragment shaderingizda ushbu tasvirdan namuna olish va tegishli soya tezligini qo'llash uchun mos WebGL funksiyalaridan foydalangan bo'lar edingiz. Soya tezligi tasvirini yaratish va ishlatish tafsilotlari ushbu kirish blog postining doirasidan tashqarida, lekin kelajakdagi maqolalarda yoritiladi.
• Samaradorlikni o'lchash: Ilovangizda VRS'ning samaradorlikka ta'sirini diqqat bilan o'lchash juda muhim. VRS ko'pincha samaradorlikni oshirishi mumkin bo'lsa-da, u soya tezligi tasvirini boshqarish va fragment shaderida zarur hisob-kitoblarni bajarish zarurati tufayli qo'shimcha yuklamani ham keltirib chiqarishi mumkin. Ilovangiz uchun optimal soya tezligini aniqlash uchun WebGL samaradorligini tahlil qilish vositalaridan foydalaning.

WebGL'da VRS'dan foydalanish bo'yicha eng yaxshi amaliyotlar

WebGL ilovalaringizda VRS'dan maksimal darajada foydalanish uchun quyidagi eng yaxshi amaliyotlarni ko'rib chiqing:

• Vizual sifatga ustunlik bering: Soya tezligini tanlashda samaradorlikdan ko'ra vizual sifatga ustunlik bering. Yuqori soya tezligidan boshlang va vizual sifatda sezilarli pasayishni sezmaguningizcha uni asta-sekin kamaytiring.
• Kontentga moslashuvchan soyadan foydalaning (agar mavjud bo'lsa): Agar GPU'ngiz kontentga moslashuvchan soyani qo'llab-quvvatlasa, sahna mazmuniga qarab soya tezligini dinamik ravishda sozlash uchun undan foydalaning. Bu vizual sifatga sezilarli ta'sir ko'rsatmasdan yanada yuqori samaradorlikni ta'minlashi mumkin.
• Plitka hajmini hisobga oling: Plitka hajmi soya tezligini boshqarishning nozikligiga ta'sir qiladi. Kichikroq plitka o'lchamlari aniqroq boshqaruvga imkon beradi, ammo ular soya tezligi tasvirini boshqarishdagi qo'shimcha yukni ham oshiradi. Aniqlik va samaradorlik o'rtasidagi optimal muvozanatni topish uchun turli xil plitka o'lchamlari bilan tajriba qiling.
• VRS'ni boshqa optimallashtirish usullari bilan birgalikda ishlating: VRS sizning optimallashtirish arsenalingizdagi faqat bitta vositadir. Maksimal samaradorlikka erishish uchun uni detallashtirish darajasi (LOD) masshtablash, ko'rinmas obyektlarni kesish (occlusion culling) va tekstura siqish kabi boshqa usullar bilan birgalikda ishlating.
• Turli qurilmalarda sinab ko'ring: VRS to'g'ri ishlayotganiga va kutilgan samaradorlikni ta'minlayotganiga ishonch hosil qilish uchun ilovangizni turli xil qurilmalarda sinab ko'ring. Turli GPU'lar har xil VRS imkoniyatlariga ega bo'lishi mumkin, shuning uchun apparatning vakillik namunasida sinovdan o'tkazish muhimdir.

Xulosa

O'zgaruvchan tezlikdagi soya WebGL ilovalarida renderlash samaradorligini oshirish uchun istiqbolli texnikadir. VRS apparat qo'llab-quvvatlashini diqqat bilan aniqlab va ushbu blog postida bayon etilgan eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilib, siz yanada samarali va vizual jozibali WebGL tajribalarini yaratish uchun VRS'dan foydalanishingiz mumkin. WebGL rivojlanishda davom etar ekan, biz yanada ilg'or VRS xususiyatlari va texnikalarining paydo bo'lishini kutishimiz mumkin, bu esa ishlab chiquvchilarga ajoyib va samarali veb-asosidagi grafikalar yaratish imkoniyatini yanada kengaytiradi.

Har doim vizual sifatga ustunlik berishni va ilovangizda VRS'ning samaradorlikka ta'sirini diqqat bilan o'lchashni unutmang. Shunday qilib, siz eng yaxshi natijalarga erishish uchun VRS'dan samarali foydalanayotganingizga ishonch hosil qilishingiz mumkin.