使用 Vulkan 在片段着色器中获取缓慢的纹理

Question

我正在做一个内核大小为 64 的 SSAO 着色器。

SSAO 片段着色器：

const int kernelSize = 64;
for (int i = 0; i < kernelSize; i++) {
        //Get sample position
        vec3 s = tbn * ubo.kernel[i].xyz;
        s = s * radius + origin;
        vec4 offset = vec4(s, 1.0);
        offset = ubo.projection * offset;
        offset.xy /= offset.w;
        offset.xy = offset.xy * 0.5 + 0.5;
        float sampleDepth = texture(samplerposition, offset.xy).z;
        float rangeCheck = abs(origin.z - sampleDepth) < radius ? 1.0 : 0.0;
        occlusion += (sampleDepth >= s.z ? 1.0 : 0.0) * rangeCheck;
    }

samplerposition 纹理的格式为 VK_FORMAT_R16G16B16A16_SFLOAT 并使用标志 VK_MEMORY_PROPERTY_DEVICE_LOCAL_BIT 上传。

我正在使用配备 nvidia K1100M 显卡的笔记本电脑。如果我运行 renderdoc 中的代码，此着色器需要 114 毫秒 。如果我将 kernelSize 更改为 1，则需要 1 毫秒 。

这个纹理获取时间正常吗？还是我在某处设置了错误？

好像布局转换没有经过，所以纹理在VK_IMAGE_LAYOUT_COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL而不是VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL。

Answer 1

您正在计算片段着色器上的纹理坐标，这意味着您不允许 GPU 预取纹理。更好地计算顶点着色器上的所有纹理坐标并将其作为变化传递。

更新：我建议在 SSAO 上添加一些高级技巧，而不是尝试纯粹计算 AO 贴图。 1. 您可以渲染更小的 AO 贴图并通过添加一些模糊滤镜来放大它。这将提供更好的结果。 2.如果你想做实时渲染，那么AO Map不需要每一帧都计算。你可以根据你的设置来伪造它。

免责声明：我做了很多基于 OpenGL ES 的着色器，我的知识主要限于移动平台。

Answer 2

GPU 内存依赖于大量缓存使用，如果彼此靠近的片段不对彼此相邻的纹素进行采样，这将非常有限——也称为缺乏空间连贯性。与线性、连贯的访问相比，我预计随机访问纹理的速度会降低 10 倍或更多。当使用大半径时，SSAO 很容易出现这种情况。

我建议使用较小的半径并优化纹理访问。您正在采样 4 个 16 位浮点数，但您只使用了一个。将深度块化为单独的 16 位深度图像应该可以轻松实现 4 倍加速。

使用 Vulkan 在片段着色器中获取缓慢的纹理

Slow texture fetch in fragment shader using Vulkan

glsl

ssao

vulkan