实现混合功能对于固定功能混合来说过于复杂
[英]Implementing blending functions too complicated for fixed-function blending
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问题描述
我正在尝试在 gpu 上实现高级混合。但是每当我尝试搜索资源时，我都会被顺序独立渲染、片段着色器互锁等术语弄得不知所措。 而且我不知道哪些与我的问题相关。
简单地给出 3 个对象，（ b0 ， b1 ， b2 ），它们都位于同一个像素上并具有特定的 z 顺序。 （您可以假设对象已正确排序）。
那么设置像素的最终颜色应该是
f( b2, f( b1, f( b0, background_color ) ) )
其中f是来自 vec4 的任意 function（在编译时决定） vec4, vec4 -> vec4使用固定的 function 混合无法实现。
我的直觉是使用看起来像的代码
void main() {
vec4 previous_color = //...
gl_FragColor = f( object_color, previous_color );
}
然而，根据我有限的研究和理解，您不能简单地读取片段着色器中已经渲染的数据。 （因此我认为VK_EXT_fragment_shader_interlock的原因）。
但是，如果我不能依赖这样的扩展，我还能在 GPU 上实现它吗？
还可以解释为什么“幼稚”的实施会导致问题。
1 条回复
1楼 Nicol Bolas 1 已采纳 2023-01-17 16:54:04
基于链表的顺序独立透明性让你免费获得这个，因为该算法根本不使用固定函数混合。 解析混合时，片段着色器（或计算着色器，但 FS 很好）会获得影响特定片段的 colors 列表。 FS 必须使用这些 colors（及其距离）来计算混合结果。 所以所有的信息都在那里。
当然，OIT 并不便宜。 如果对场景进行排序很困难，那么它可能是值得的（尤其是在计算顺序涉及大量 CPU 交互的情况下），但这不是免费的。
OIT 仅依赖于拥有任意大小和原子增量的 SSBO 的能力。 这些代表 Vulkan 的基本功能。
除了 OIT，您最终要做的是让 FS 执行图像的有序、原子读/修改/写，其中“修改”操作非常重要（即：不是增量或其他）。
未扩展的 Vulkan 可以通过输入附件和管道屏障来做到这一点。
您必须有一个使用附件作为颜色附件和输入附件的子通道。 然后，您渲染一个非重叠的 object（这非常重要）。 FS 中的previous_color现在来自subpassLoad操作。 这个 function 没有纹理坐标，因为它总是从与当前片段位置对应的纹素中读取。 也就是说，它读取该片段下方的帧缓冲区中已有的颜色。 output 转到颜色附件，它是与输入附件相同的图像。
但是，您只能对每个像素执行一次此操作。 也就是说，每个像素只能有一次读取/修改/写入。 要获得第二个，您必须在一个 object 的绘图和下一个 object 的绘图之间发出管道屏障。这意味着每组重叠的对象都必须在子通道中分解成它们自己的块。 管道屏障本身很特殊，因为它必须使用子通道自依赖性（也在渲染通道定义中指定）。
为了高效渲染，您需要将绘图调用分解为绘图块，其中每个块内没有重叠像素。
片段着色器互锁是另一种机制，但它不适用于片段着色器的输出。 只有当你想通过图像加载/存储或 SSBO 对 memory 执行原子 RMW 时，它才有用。 因此，您必须渲染主场景，结束渲染通道，启动一个不使用该图像作为附件的新渲染通道，然后对其进行联锁图像加载/存储。 然后为您可能需要的任何其他后处理结束该渲染过程。
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