Compute Shader基础

ComputeShader:

    GPGPU：General Purpose GPU Programming，GPU通用计算，利用GPU的并行特性。大量并行无序数据的少分支逻辑适合GPGPU。平台或接口：DirectCompute，OpenCL,CUDA等。

    定义：GPGPU编程，运行在GPU上脱离于常规渲染管线之外的程序，并且能输出数据的缓冲或贴图。

    特点：数学、并行化，不影响渲染结果。

    用途：大量并行少分支的数学运算很适合使用compute shader，缺点是数据在cpu和gpu之间传输很慢。

 

　　ComputeShader需要脚本来调用

/*
     * test.compute
     */
    // main函数，一个compute shader多个kernal函数，使用时在脚本中手动指定调用哪一个
    #pragma kernel CSMain
     
    // 声明一可读写贴图
    RWTexture2D<float4> Result;
    // numthreads：创建线程组的大小，也就是一个线程组包含多少个线程，下面的指令表示：指定每个线程组包含64个线程
    // id：该线程所在的总的线程结构中的索引
    [numthreads(8,8,1)]
    void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
    {
        Result[id.xy] = float4(id.x & id.y, (id.x & 15)/15.0, (id.y & 15)/15.0, 0.0);
    }

    /*
     * 调用test.compute的cs脚本
     */
    public ComputeShader shader;
     
    void RunShader()
    {
        int kernelHandle = shader.FindKernel("CSMain");
         
        RenderTexture tex = new RenderTexture(256,256,24)
        // 手动标记为可随机读写
        tex.enableRandomWrite = true;
        tex.Create();
        
        // 把CPU的数据传到GPU（在不同的存储空间移动数据会产生延迟，使用时需要考虑优化）
        shader.SetTexture(kernelHandle, "Result", tex);
        // 指定线程组是如何划分的
        shader.Dispatch(kernelHandle, 256/8, 256/8, 1);
    }

　　Structured Buffers：一种数据类型的一个数组，可以是浮点数、整数、结构体：

    StructuctedBuffer<float> floatBuffer;
    RWStructuredBuffer<int> readWriteIntBuffer;
    struct VecMatPair
    {
        public Vector3 point;
        public Matrix4x4 matrix;
    }
    RWStructuredBuffer<VecMatPair> dataBuffer;

 /*
     * test.compute
     */
    #pragma kernel Multiply
    struct VecMatPair
    {
        float3 pos;
        float4x4 mat;
    };
     
    RWStructuredBuffer<VecMatPair> dataBuffer;
     
    [numthreads(16,1,1)]
    void Multiply (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
    {
        dataBuffer[id.x].pos = mul(dataBuffer[id.x].mat,
                        float4(dataBuffer[id.x].pos, 1.0));
    }
    
    /*
     * 调用test.compute的cs脚本
     */
    public ComputeShader shader;
     
    void RunShader()
    {
        VecMatPair[] data = new VecMatPair[5];
        VecMatPair[] output = new VecMatPair[5];
         
        //INITIALIZE DATA HERE
        
        // 76 = 3个float + 4*4个float，buffer需要手动指定大小为多少个byte
        ComputeBuffer buffer = new ComputeBuffer(data.Length, 76);
        buffer.SetData(data);
        
        int kernel = shader.FindKernel("Multiply");
        // 设置buffer
        shader.SetBuffer(kernel, "dataBuffer", buffer);
        shader.Dispatch(kernel, data.Length, 1,1);
        
        // 和texture不一样，structured buffers需要明确的从GPU存储空间转移到CPU（性能消耗非常大，一般只有需要从shader中拉数据时才需要用到）
        buffer.GetData(output);
    }

　　可以看出，对texture的处理不需要手动传回CPU，所以速度比compute buffer更快。

 

注意点：

    （1）OpenGL ES 3.1一次只能支持4个compute buffers

    （2）可以在Show complied code里面查看cs的版本，是cs_4_x还是cs_5_0等

 

参考：

     https://blog.csdn.net/csharpupdown/article/details/79385544

     http://blog.sina.com.cn/s/blog_471132920102w97k.html