使用 Direct3D 时，CPU 上做了多少数学运算？

Question

背景：我才刚刚开始。我什至没有接触 Direct3D 11 API，而是着眼于理解管道等。

通过查看漂浮在网络上的文档和信息，应用程序似乎正在处理一些计算。也就是说，计算不是简单地向 GPU 显示要相乘的矩阵，而是由在 CPU 上运行的数学库完成的。我没有任何特定的资源可以指出，尽管我想我可以指出XNA Math Library 或 2 月 DX SDK 中提供的示例。当你看到像mViewProj = mView * mProj; 这样的代码时，这个投影是在 CPU 上计算的。还是我错了？

如果您正在编写一个程序，屏幕上可以有 10 个立方体，您可以在其中移动或旋转立方体以及视点，您会在 CPU 上进行哪些计算？我想我会存储单个立方体的几何图形，然后转换代表实际实例的矩阵。然后似乎我会使用 XNA 数学库或我选择的其他库来转换模型空间中的每个立方体。然后获取世界空间中的坐标。然后将信息推送到 GPU。

这对 CPU 来说是相当多的计算。我错了吗？

• 我是否基于太少的信息和理解得出结论？
• 如果答案是 STFW，我应该用 Google 搜索哪些术语？
• 或者，如果我是对的，为什么不将这些计算也推送到 GPU？

编辑：顺便说一下，我没有使用 XNA，但文档指出 XNA 数学库取代了以前的 DX 数学库。 （我将 SDK 中的 XNA 库视为纯粹的模板库）。

Answer 1

“我是否基于太少的信息和理解得出结论？”

不是一件坏事，因为我们都这样做，但总而言之：是的。

GPU 所做的工作通常取决于 GPU 驱动程序和您的访问方法。大多数时候你真的不关心或不需要知道（除了好奇心和一般理解）。

对于 mViewProj = mView * mProj;这很可能发生在 CPU 上。但这并没有太大的负担（最多以100个周期计）。真正的诀窍是在“世界”上应用新的视图矩阵。每个顶点或多或少都需要转换，以及着色、纹理、光照等。如果这项工作将在 GPU 中完成（如果在 CPU 上完成，速度会非常快）。

一般来说，您对世界进行高级别的更改，可能需要 20 次 CPU 密集型计算，而 GPU 负责根据更改渲染世界所需的数百万或数十亿次计算。

在您的 10 个立方体示例中：您为每个立方体提供一个变换，创建变换所需的任何数学运算都受 CPU 限制（有例外）。您还为视图提供了一个变换，再次创建变换矩阵可能是 CPU 绑定的。一旦你有了 11 个新矩阵，你就可以将它们应用到世界上。从硬件的角度来看，需要将 11 个矩阵复制到 GPU……这将非常非常快……一旦复制完 CPU，GPU 会根据新数据重新计算世界，将其渲染到一个缓冲区并将其放在屏幕上。因此，对于您的 10 个立方体，CPU 绑定计算是微不足道的。

查看 XNA 项目的一些反映代码，您会看到计算结束和 XNA 开始的位置（XNA 将尽一切可能在 GPU 中完成）。