为什么我们需要动态分支来渲染多个光源答案

【问题标题】：Why do we need dynamic branch to render multiple light sources为什么我们需要动态分支来渲染多个光源
【发布时间】：2017-04-07 09:19:39
【问题描述】：

我正在阅读实时渲染（第三版）。在第 7.9 节组合灯光和材质中，它说“如果不使用动态分支，则需要为每个可能的灯光和材质类型组合生成不同的着色器”。

我认为静态分支非常适合这个问题。对吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

大概您的“引擎”代码正在确定场景中的灯光和材质类型，并且（通常）是动态的。要将其传达给您的着色器，您需要以某种方式传递信息 - 通过制服、纹理或缓冲区。该数据不是静态的，因此，任何基于其中包含的信息的条件表达式都是动态分支。

一些图形 API/驱动程序会在底层进行优化，并从本质上使用预测的多个分支重新编译您的着色器，并将其称为“静态分支”。例如，D3D9 的着色器文档指出：

静态分支允许打开或关闭着色器代码块基于布尔着色器常量。

在 OpenGL 等其他 API 中，并没有很好地宣传这些优化何时发生，尽管可能确实发生了。它也可能（将）因驾驶员而异。但是，自己编写组合要可靠得多，这样您就知道正在使用哪种类型的分支（没有！）。

如果您的场景有不变的灯光和材质，那么您可以在着色器中“硬编码”灯光和材质类型（例如常量）。然而，这实际上是引用的意思 - 您可以使用静态分支，但需要为灯光和材质的每种组合生成不同的着色器。

【讨论】：

但是在本书第3.2节可编程着色器阶段的末尾，它说基于uniforms值的分支实际上是静态分支。我认为这种分支不同于基于纹理数据等动态源的值的分支。
我猜你可能会争辩说，如果你使用静态分支，那么驱动程序很可能会为引擎盖下的每个组合生成不同的着色器，所以引用可能仍然是正确的。
用一些关于静态分支优化的内容更新了我的答案。
@Columbo 在常量缓冲区中基于 bool 的不同着色器不太可能，因为 dx11 硬件，只要波道都遵循相同的路径，GPU 分支几乎是空闲的。它甚至在 DX12 中强制执行，因为它是按设计在 CreatePipeline 而不是其他地方进行的编译。