着色器限制答案

【问题标题】：Shader limitations着色器限制
【发布时间】：2009-11-24 20:38:36
【问题描述】：

我一直在为配备 Radeon HD 3850 的笔记本电脑调整游戏的渲染器。该芯片具有不错的处理能力，但内存带宽有限，因此我一直在尝试将更多着色器工作转移到更少的传球次数。

以前，我使用的是简单的多通道模型：

绑定并清除 FP16 混合缓冲区（带深度缓冲区）
- 仅深度通道
- 对于每个灯光，执行一个附加灯光通道
绑定后台缓冲区，使用混合缓冲区作为纹理
- 色调映射通道

为了提高这种方法的性能，我编写了一个新的渲染路径，用于计算灯光的数量和类型，以动态构建自定义 GLSL 着色器。这些着色器接受所有光照参数作为制服，并在一次通过中完成所有光照。我预计会遇到某种限制，所以我先用一盏灯对其进行了测试。然后三个。然后是 21 个，没有错误或伪像，并且表现出色。这引出了我的实际问题：

制服的最大数量是可取的吗？

这种方法在旧硬件上是否可行，还是制服更受限制？

如果我推得太远，我会在什么时候收到错误？着色器编译？程序链接？使用该程序？

【问题讨论】：

标签： c++ opengl glsl shader

【解决方案1】：

着色器统一通常由硬件作为寄存器实现（或者有时通过将值直接修补到着色器微代码中，例如 nVidia 片段着色器）。因此，该限制高度依赖于实现。

您可以通过分别查询 GL_MAX_VERTEX_UNIFORM_COMPONENTS_ARB 和 GL_MAX_FRAGMENT_UNIFORM_COMPONENTS_ARB 的顶点和片段着色器来检索最大值。

【讨论】：

请注意，对于 GL2.0，您保证至少有 512 个顶点制服和 64 个片段制服。
哦，我的 RTFM 失败了。想到更多问题：浮点数和整数是否都消耗一个组件？包装有什么限制吗？四个浮点数与一个 vec4？一个浮点数和一个 vec3？
@mvanbem：一件制服至少占用一个 4D 矢量。因此，如果您对统一存储非常严格，请考虑将多个标量打包到一个 4D 向量中。

【解决方案2】：

请参阅 4.3.5 Uniform 的 OpenGL® 着色语言 specs：

对于可用于每种类型的着色器，如果超过，将导致编译时或链接时错误。制服已声明但未使用的变量不计入此限制。

它将在链接或编译时失败，但不使用程序。

【讨论】：

【解决方案3】：

有关如何获得 OpenGL 实现支持的最大数量，请参阅 moonshadow 的答案。

要了解任意 GPU 的实际限制在哪里，我建议查看 GPU 支持的 DX 版本。

DX9 级硬件：

vs2_0 支持 256 vec4。 ps2_0 支持 32 vec4。
vs3_0 是 256 vec4，ps3_0 是 224 vec4。

DX10级硬件：

vs4_0/ps4_0 是每个常量缓冲区最少 4096 个常量 - 您可以拥有 16 个。

简而言之，基于 DX10 的任何东西都不太可能用完。

【讨论】：

【解决方案4】：

我猜制服的最大数量是由显存的数量决定的，因为它只是一个变量。 cpu 上的普通变量也受 RAM 的限制吧？

【讨论】：

制服有硬件设置的严格限制。现代硬件有非常高的限制，但它们仍然存在。较旧的硬件（2 年以上）的限制可能要低得多。