Cuda 和 OpenGL 互操作答案

【问题标题】：Cuda and OpenGL InteropCuda 和 OpenGL 互操作
【发布时间】：2011-09-22 19:02:15
【问题描述】：

我一直在阅读 CUDA 文档，在我看来，每个需要与 OpenGL 接口的缓冲区都需要在 glBuffer 中创建。

根据 nvidia 编程指南，必须这样做：

GLuint positionsVBO;
struct cudaGraphicsResource* positionsVBO_CUDA;

int main() {

    // Explicitly set device
    cudaGLSetGLDevice(0);
    // Initialize OpenGL and GLUT
    ...
    glutDisplayFunc(display);
    // Create buffer object and register it with CUDA
    glGenBuffers(1, positionsVBO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, &vbo);
    unsigned int size = width * height * 4 * sizeof(float);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, size, 0, GL_DYNAMIC_DRAW);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    cudaGraphicsGLRegisterBuffer(&positionsVBO_CUDA, positionsVBO, cudaGraphicsMapFlagsWriteDiscard);

    // Launch rendering loop
    glutMainLoop();
}
void display() {
    // Map buffer object for writing from CUDA
    float4* positions;
    cudaGraphicsMapResources(1, &positionsVBO_CUDA, 0);
    size_t num_bytes;
    cudaGraphicsResourceGetMappedPointer((void**)&positions, &num_bytes, positionsVBO_CUDA));
    // Execute kernel
    dim3 dimBlock(16, 16, 1);
    dim3 dimGrid(width / dimBlock.x, height / dimBlock.y, 1);
    createVertices<<<dimGrid, dimBlock>>>(positions, time, width, height);
    // Unmap buffer object
    cudaGraphicsUnmapResources(1, &positionsVBO_CUDA, 0);
    // Render from buffer object
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, positionsVBO);
    glVertexPointer(4, GL_FLOAT, 0, 0);
    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
    glDrawArrays(GL_POINTS, 0, width * height);
    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
    // Swap buffers
    glutSwapBuffers();
    glutPostRedisplay();
}
void deleteVBO() {
    cudaGraphicsUnregisterResource(positionsVBO_CUDA);
    glDeleteBuffers(1, &positionsVBO);
}

__global__ void createVertices(float4* positions, float time, unsigned int width, unsigned int height) { 
    // [....]
}

有没有办法将 cudaMalloc 创建的内存空间直接提供给 OpenGL？我已经在 cuda 上编写了工作代码，我想将我的 float4 数组直接放入 OpenGL。

如果已经有类似的代码，请说：

float4 *cd = (float4*) cudaMalloc(elements*sizeof(float4)). 
do_something<<<16,1>>>(cd);

我想通过 OpenGL 显示 do_something 的输出。

旁注：为什么 cudaGraphicsResourceGetMappedPointer 函数在每个时间步上运行？

【问题讨论】：

标签： opengl cuda

【解决方案1】：

从 CUDA 4.0 开始，OpenGL 互操作是单向的。这意味着做你想做的事（运行一个将数据写入 GL 缓冲区或纹理图像的 CUDA 内核），你必须将缓冲区映射到一个设备指针，并将该指针传递给你的内核，如你的示例所示。

至于您的旁注：每次调用 display() 时都会调用 cudaGraphicsResourceGetMappedPointer，因为每帧都会调用 cudaGraphicsMapResource。任何时候你重新映射一个资源，你都应该重新获取映射的指针，因为它可能已经改变了。为什么要重新映射每一帧？好吧，出于性能原因（尤其是在内存密集型 GL 应用程序中），OpenGL 有时会在内存中移动缓冲区对象。如果您始终保持资源映射，则它无法做到这一点，并且性能可能会受到影响。我相信 GL 虚拟化内存对象的能力和需要也是当前 GL 互操作 API 是单向的原因之一（不允许 GL 移动 CUDA 分配，因此您无法映射 CUDA 分配的设备指针到一个 GL 缓冲区对象中）。

【讨论】：

所以我想目前没有办法解决这个问题。让我们希望未来有更好的互操作性。
我看不出有什么问题。是的，能够将设备指针传递给 OpenGL 以用作纹理或 VBO 会更方便，但这并不容易，我不明白为什么其他方式不起作用也是。您是否有不能让内核直接写入映射指针的用例？
主要是速度问题。假设我想做一些 hpc，然后我想确定，在使用 OpenGL 缓冲区时没有任何额外的开销。而且编程会更容易：只要给 OpenGL 显卡上的地址，告诉它有多大。
当指针被映射时，在使用它时不会有任何额外的开销——对于你的 CUDA 内核来说，它只是一个普通的设备指针。如果您遇到特定的速度问题，请在 NVIDIA CUDA 论坛上报告。
你可能想参考这个实现：你不需要在每一帧都重新映射：github.com/nvpro-samples/gl_cuda_interop_pingpong_st

【解决方案2】：

有关如何使用 CUDA-GL 互操作而无需重新映射每一帧的示例，请参考此示例：

https://github.com/nvpro-samples/gl_cuda_interop_pingpong_st

【讨论】：

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