渲染管道中的 MPSImageGaussianBlur

Question

我有一个 MPSImageGaussianBlur 对象在计算通道的每一帧上工作（模糊中间纹理的内容）。

虽然应用程序仍然以 60fps 运行没问题，但我发现启用模糊通道后 CPU 使用率增加了约 15%。我想知道这是否正常？

我只是想知道MPSImageGaussianBlur 的encodeToCommandBuffer: 操作的后台会发生什么，它会看到如此多的 CPU 利用率。在我（虽然很天真）的理解中，我想会有一些简单的编码如下：

MPSImageGaussianBlur.encodeToCommandBuffer:伪方法：

func encodeToCommandBuffer(commandBuffer: MTLCommandBuffer, sourceTexture: MTLTexture, destinationTexture: MTLTexture) {

    let encoder = commandBuffer.computeCommandEncoder()
    encoder.setComputePipelineState(...)

    encoder.setTexture(sourceTexture, atIndex: 0)
    encoder.setTexture(destinationTexture, atIndex: 1)

    // kernel weights would be built at initialization and 
    // present here as a `kernelWeights` property
    encoder.setTexture(self.kernelWeights, atIndex: 2)

    let threadgroupsPerGrid = ...
    let threadsPerThreadgroup = ...
    encoder.dispatchThreadgroups(threadgroupsPerGrid, threadsPerThreadgroup: threadsPerThreadgroup)
    encoder.endEncoding()
}

大部分“性能魔法”将在计算内核函数中运行的算法上实现。我可以欣赏这一点，因为性能（在 GPU 上）非常棒，与我初始化 MPSImageGaussianBlur 的 blurRadius 无关。

一些可能与我的具体设置无关的细节：

• MPSImageGaussianBlur 初始化为模糊半径 8 像素。
• 我要模糊的纹理是 128 x 128 像素。
• 在 MTKViewDelegate 的 drawInMTKView: 方法中执行所有渲染。

我希望这个问题的意图有点清楚。

Answer 1

MPSGaussianBlur 内部是一个复杂的多通道算法。它花费一些时间从其内部纹理缓存中分配纹理以保存中间数据。需要管理多个内核启动的开销。还需要设置一些资源，例如高斯模糊核权重。当您提交命令缓冲区时，所有这些纹理都需要连接（iOS）并且需要完成一些其他工作。所以，它并不像你想象的那么简单。

您使用的纹理足够小，相对固定的 CPU 开销可能会开始成为相当大的一部分时间。

对 MPSGassianBlur 的 CPU 成本进行调查会导致 Apple 花费一两个小时来查看是否可以改进，这值得您花时间。

Answer 2

老实说，如果 gpu 的访问量低于您对内核的想象，我不会感到惊讶。在我第一次使用金属计算时，我发现性能不佳，然后又回到了霓虹灯上。这是反直觉的。如果 CPU 命中是霓虹灯，我真的不会感到惊讶。我使用 mps Gaussian 也看到了同样的情况。很高兴得到证实。 Neon 有很多对这个用例更友好的内存和指令特性。

此外，可能是这种情况的一个指标是这些过滤器不能在 OS X Metal 上运行。如果它只是计算着色器，我相信它们可以运行。但是 Neon 代码无法在模拟器上运行。