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通过改变紫外线坐标，金属意外受到影响

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下面是 metal 中的一个简单的顶点和片段着色器组合，它渲染了64个相同的2D四边形 .

vertex VertexOut vertexMain(uint k [[ vertex_id ]],
                            uint ii [[instance_id]],
                            device float2* tex [[buffer(2)]],
                            device float2* position [[buffer(1)]],
                            device float* state [[buffer(0)]]){
    VertexOut output;
    int i = 4*ii+1;
    float2 pos = position[k];
    pos *= float2(state[i+2],state[i+3]);
    pos += float2(state[i],state[i+1]);
    pos.x *= state[0];
    output.position = float4(pos,0,1);
    output.tex = tex[k]*float2(du,dv);
    return output;
};
fragment float4 fragmentMain(VertexOut input [[stage_in]],
                             texture2d<float> texture [[texture(0)]],
                             sampler sam [[sampler(0)]] ){
    return texture.sample(sam, input.tex);
};

采样器使用标准化坐标，因此 du 和 dv 的范围可以从0到1，并控制从左下角开始采样纹理剪辑的大小 .

似乎我对采样在金属中的工作方式存在误解 . 我期望计算成本保持不变，无论 du 和 dv 持有什么值 . 但是，当我将 du 和 dv 增加到1时，帧速率会下降 . 我没有使用任何mipmapping，也没有改变屏幕上光栅化的四边形的大小 . 线性滤波的影响更为显着，但最近的滤波也会发生 . 在我看来，由于绘制到屏幕的像素数相同，因此GPU上的负载不应该依赖于 du 和 dv . 我错过了什么？

编辑：这是我的采样器和颜色附件：

let samplerDescriptor = MTLSamplerDescriptor()
    samplerDescriptor.normalizedCoordinates = true
    samplerDescriptor.minFilter = .linear
    samplerDescriptor.magFilter = .linear
    let sampler = device.makeSamplerState(descriptor: samplerDescriptor)

    let attachment = pipelineStateDescriptor.colorAttachments[0]
            attachment?.isBlendingEnabled = true
            attachment?.sourceRGBBlendFactor = .one
            attachment?.destinationRGBBlendFactor = .oneMinusSourceAlpha
swift rendering texture-mapping sampling metal

1 回答

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    当您增加 du 和 dv 时，您的四边形会显示更多纹理 . GPU往往具有纹理数据的小容量缓存，并且当您显示更多纹理时，您将丢弃并重新填充该缓存 .

    抖动纹理缓存将使用更多的内存带宽，这是非常有限的资源，通常纹理内存带宽不是瓶颈，但是因为你的片段着色器除了纹理提取之外几乎什么也没做，所以它是你的瓶颈并不奇怪 . 因此，改变UV对性能有影响并不奇怪 .

    令人惊讶的是，在这些功能非常强大的设备上，帧率降至60以下，当你所做的只是渲染64个四边形时（特别是iPad Pro是一个非常强大的设备） . 也就是说，如果所有64个四边形都覆盖了大部分屏幕，那么帧率下降可能是可以理解的 .

    为了提高性能，您需要减少需要由GPU铲除的纹理数据量 . 从32位纹理格式（8888）更改为16位（565/4444）或4位（PVRTC压缩纹理）会产生很大影响 .

    真正的大赢家可能是启用mipmapping . 假设 du 和 dv 的值较高，你最终会最小化纹理，然后使用mipmapping将获得 huge 性能优势，并且作为一个额外的好处，你的纹理也会看起来更好（它会修复锯齿） . 纹理内存增加33％并不是一个糟糕的回报 .

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