shader效能優化總結

總結一下最近看到的shader效能優化策略：

首先介紹下乙個shader優化工具：glsl-optimizer

通過之前文章的學習，我們應該已經了解到 gpu 是流式處理器，其中的頂點著色單元會每頂點執行一次，而片元著色單元會每片元執行一次。可以想象，每繪製一幀畫面，頂點著色器與片元著色器的**少則執行成百上千次，多則執行幾萬甚至幾百萬次。

因此，如果能恰當地減少頂點著色器與片元著色器每次執行所做的工作量，效能將得到可觀的改善。經常涉及的簡單技巧主要包括著色計算的位置優化以及著色計算的**優化兩方面，具體內容如下：

與著色計算相關的任務有 3 個可能的執行位置： cpu、頂點著色器及片元著色器。從獲得更高畫面質量考慮，很多開發人員會把大量的著色計算相關**放在片元著色器中。但在不影響畫面質量或可以略微犧牲一點畫面質量的情況下，可以考慮將相關**的位置做一些變化，以換取效能的提公升，主要包括如下兩點。

注：在有些情況下，對於某個複雜計算的某部分是所有頂點共享的，那麼，就應該把這部分計算提取出來交由 cpu 一次完成，然後將計算結果作為一致變數傳入頂點著色器供使用。對於乙個 3d 模型而言，頂點少則數百上千，多則幾萬、幾十萬甚至上百萬，這樣做可以降低計算負載，獲得顯著的效能提公升。

編寫著色器**時，開發人員應該特別小心，這是由於著色器**的執行頻率很高，因此應該盡量優化這部分**，使其運算量以及複雜度降到最低，這樣會提高著色程式的執行效率。具體需要注意以下幾點。

在編寫完整的著色器**過程中，除了要考慮執行計算任務的位置、計算量等，對於一些內建函式的使用、方法的宣告、變數的使用等也要時刻注意，出於效能方面的考慮，一般應該注意以下幾點。

//直接用**計算，好的做法
……float dis=distance(positiona,positionb)
;float disfactor=dis/scale;
……//先宣告函式，再呼叫，對於目前的 gpu 不太合適的做法
float caldisfactor(vec3 positiona, vec3 positionb )

//直觀的易於編寫的用分支語句完成的**
vec4 projcolor=texture(stexture,vec2(s,t))
;if(a>0.9999)
else if(a<0.0001)
else
//適合提高 gpu 執行效率的使用內建函式替代分支操作的**
vec4 projcolor=texture(stexture,vec2(s,t))
;float a=step(0.9999,projcolor.r)
;float b=step(0.0001,projcolor.r)
;float c=1.0-sign(a)
;fragcolor=a*colora+(1.0-b)*colorb+b*c*mix(colorb,colora,smoothstep(0.0,1.0,projcolor.r))
;

其中，著色器**巧妙地使用內建函式避免了很多分支操作，將分支操作化解為順序執行的函式運算。這是一種著色器程式設計常用的開發技巧，有需要時也可盡量採用。

選擇紋理圖時，出於效能的考慮，需要注意以下幾點。

使用紋理圖時，不能拿到一幅紋理圖就直接使用，需要對紋理圖做一些必要的處理後再使用。這樣就能很好地避免資源的浪費，出於效能考慮，一般應該注意以下幾點。

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