使用顶点着色器的固定点算术

Fixed-point arithmetic with vertex shaders

本文关键字：顶点      更新时间：2023-10-16

如果我使用定点(或用1描述最小游戏单位的整数)来描述我的顶点向量，我如何设置OpenGL/特征变换来使用它？如果我在顶点着色器中执行此操作：

gl_Position = projectionMatrix * viewMatrix * modelMatrix * vec4(in_Position, 1.0)

如果我将in_Position作为GL_INT的vec3传入，而将矩阵作为GL_FLOAT mat4传入，会进行正确的强制转换吗？有性能成本吗？

有可能把我的变换矩阵也准备成定点的吗？

这是用2D游戏完成的，我认为这比3D游戏更可行。我真的更喜欢准确性，因为当事情远离原点时，大地图上的位置似乎会下降。我意识到，当顶点仍然被描述为浮点时，我可能只需要对象位置是整数就可以了。然而，我认为我的碰撞方案将更好地处理定点顶点。性能差异通常是什么？

这意味着int到float的转换会影响您的性能。您应该在CPU到GPU的复制时间将in_Position强制转换为vec3。如果你使用矩阵对象将它们存储在CPU上，你可以用投射它们

MatrixXf data_as_float = data_as_int.cast<float>();

然后使用data_as_float调用glBufferData。

好的，经过一些实验，我已经确定了一个解决方案。

gl_Position = projviewMatrix * vec4(ivec3(in_Position - camera), 1.0);

camera是uniform uvec3，而in_Position是uvec3位置输入。平移是作为单独的操作执行的，而视图缩放、旋转和投影是像往常一样使用浮动的mat4(projviewMatrix)来完成的。

必须注意确保使用正确的类型和输入命令(glVertexAttribIPointer)。OpenGL似乎非常渴望转换为浮点型，但将数据保留为整数类型，因此任何小错误都会导致输入错误。

在定点执行projviewMatrix乘法是不可行的，因为您无法访问用于乘法的中间64位存储。只有当in_Position和projviewMatrix使用的比特加起来为32时，它才会接近可用性，但考虑到渲染的坐标将非常接近原点，并且不会获得额外的运算(相乘后仍需要移位，GPU的浮点运算时间与int一样长)，没有理由在相机将位置居中后执行定点运算。

当然，这是忽略了实际操作整数位置数据的痛苦。我真的不推荐它。

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