glsl 函数指针（或等价物）

Question

我正在尝试根据变量的值调用许多函数之一。该变量是在运行时设置的，因此 CPU 上的代码将不起作用。由于可能性很大，使用 if/switch 语句会很慢。^{[可能不正确]}

我正在寻找一种将函数存储在数组中的方法，可以使用函数指针，也可以将实际方程（例如 texcoord.x*2）存储在数组中。

示例伪代码：

    in vec2 texcoord;
    out vec4 color;

    int number; //Assigned a number between 0 and 300 during runtime

    float func1(void) {
      return texcoord.x + texcoord.y;
    }

    float func2(void) {
      return texcoord.x*2;
    }

    ...

    float func299(void) {
      return texcoord.y - 7;
    }

    void main(void) {
      number = <something calculated during runtime>;
      float output = func<number>(); //              <--------------
      color = vec4(output, output, output, 1);
    }

Answer 1

GLSL 没有函数指针。甚至 SPIR-V 也没有函数指针。着色器代表一个有限的执行环境。其中一个限制是不需要堆栈。如果没有其中之一，你就不能真正拥有任意函数指针。

GLSL 4.00 的非常不明智的¹ shader subroutines 功能可能也无济于事。仅当您的 <something calculated during runtime> 是 CPU 生成的值时才会有所帮助，而在您的情况下这似乎不太可能。

唯一的通用解决方案是 switch 语句。坦率地说，这没有错。

我的意思是，无论如何，你已经通过这种情况彻底扼杀了你的表现。不管它是如何实现的，如果同一个波前中的不同实例正在执行不同的代码，那么你在性能方面就有点搞砸了。

更不用说，根据有多少条件，switch 语句不一定会变慢。它如何实现完全取决于硬件。如果可以使用跳转表，则可以相当高效地完成（当然忽略上述性能问题）。

此外，还有三十二上校的想法，您将每个函数的运算编码为具有常数向量的点积。显然，这限制了您的各种功能实际可以执行的内容。但如果它适用于你的情况，它就有效。

¹ 如果你想反驳这一点，请考虑 SPIR-V 提供了对 GLSL 的每个功能的模拟，无论多么冗余、愚蠢或不必要......除了着色器子程序。

Answer 2

GLSL 中没有函数指针，但可以用函数名称列表定义结构：

struct functions_list {
    int sin;
    int cos;
    int tan;
    int fract;
};
const functions_list functions = functions_list(1,2,3,4);

使用这个函数名称列表，可以模拟回调：

float callback(int func,float arg){
    if(func == functions.sin)
        return sin(arg);
    else if(func == functions.cos)
        return cos(arg);
    else if(func == functions.tan)
        return tan(arg);
    else if (func == functions.fract)
        return fract(arg);
    else
        return 0.0;
}

这些“函数指针”可以用来模拟higher-order functions in GLSL。

glsl 函数指针（或等价物）

glsl function pointer (or equivalent)

raytracing

function-pointers

glsl