这个着色器有条件对性能不利吗？可以优化吗？答案

【问题标题】：Is this shader conditional bad for performance and can it be optimized?这个着色器有条件对性能不利吗？可以优化吗？
【发布时间】：2019-03-07 08:52:43
【问题描述】：

我有以下用 GLSL 和 HLSL 编写的片段着色器（这里用 HLSL 编写，但实现几乎相同）：

sampler2D input : register(s0);
float3 lowerBounds : register(c0);
float3 higherBounds : register(c1);

float4 main(float2 uv : TEXCOORD) : COLOR
{
    float4 color = tex2D(input, uv);

    float y = clamp(0.299 * color.r + 0.587 * color.g + 0.1140 * color.b, 0.0, 1.0);
    float u = clamp(-0.169 * color.r - 0.331 * color.g + 0.5000 * color.b, 0.0, 1.0);
    float v = clamp(0.500 * color.r - 0.419 * color.g - 0.0813 * color.b, 0.0, 1.0);

    if (((y >= lowerBounds.x && y <= higherBounds.x) && (u >= lowerBounds.y && u <= higherBounds.y)) && (v >= lowerBounds.z && v <= higherBounds.z))
    {
        color = 0;
    }

    return color;
}

如您所见，着色器只是检查一个颜色是否在两个 YUV 颜色范围内，如果是，则过滤掉片段。

我知道条件语句可能对性能非常不利，所以我想知道上面是否是“坏”条件的示例和/或可以优化为不使用 if 语句。

编辑：最终优化后的代码如下所示：

sampler2D input : register(s0);
float3 lowerBounds : register(c0);
float3 higherBounds : register(c1);

float4 main(float2 uv : TEXCOORD) : COLOR
{
    float4 color = tex2D(input, uv);

    float y = clamp(0.299 * color.r + 0.587 * color.g + 0.1140 * color.b + 0.0627, 0.0, 1.0);
    float u = clamp(-0.169 * color.r - 0.331 * color.g + 0.5000 * color.b, -0.5, 0.5);
    float v = clamp(0.500 * color.r - 0.419 * color.g - 0.0813 * color.b, -0.5, 0.5);

    float3 yuv = { y, u, v };

    // Calculate and apply mask from background range
    float3 mask = step(lowerBounds, yuv) * step(yuv, higherBounds);
    color *= 1.0 - (mask.x * mask.y * mask.z);

    return color;
}

【问题讨论】：

如果语句不是自动出错...着色器是分批执行的，所以如果只有一个像素符合条件，则每隔一个像素就需要等待。但是，等待一个简单的分配指令（例如“color = 0”）通常比进行复杂的乘法或步进函数调用要好...

标签： opengl optimization glsl directx hlsl

【解决方案1】：

我认为这段代码应该可以解决问题：

vec3 yuv = vec3(y, u, v);
color = step(lowerBounds, yuv ) * step(yuv, upperBounds) * color;

如果 yuv = lowerBounds 相同

如果upperBounds是

【讨论】：

感谢您的回答！这不太正确（阶跃函数需要将所有结果相乘以应用所有通道或不应用），但我自己修复了它并用正确的代码编辑了我的问题:)
是的，情况正好相反，通常当你有很多分支时它很糟糕，你的没有，但现在你有一个矢量化的 impl。进一步查看检查theorangeduck.com/page/avoiding-shader-conditionals
你检查过它是否真的更快？
@kaiser 你会如何检查它？某处有没有好的着色器 sn-p 测试工具？或者只是尝试看看它是否会产生明显的 fps 差异？
@Kjell Visual Studio 带有一些不错的 GPU 调试和分析工具。但您也可以简单地检查 fps，包括大量三角形。请记住，fps 表示每秒帧数，因此它不是线性的。以毫秒为单位更好地计算帧的执行时间。