HLSL 中的流控制

Question

我最近阅读了这篇关于 raymarching 云的论文（小心它是 PDF，如果你不想要的话：http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1223894/FULLTEXT01.pdf），作者继续优​​化（第 22 页）。 通过重投影算法。 他表示，通过每帧仅对所有像素的 1/16 进行 raymarching（所选像素在 4x4 网格中四处跳动）并重新投影其余部分，他的性能提高了大约 10 倍。

我现在尝试在虚幻引擎 4（自定义 HLSL 着色器）中实现这一点，并且现在我得到了光线行进和重投影工作。 但是，我实际上只在必要的像素上运行 raymarching。据我所知，对于 HLSL 中的任何分支，都会计算分支的两侧，并且将丢弃一个。 因此，我 不能 在像素着色器中执行类似以下伪代码的操作： if(!PixelReprojection) { 返回 0;} 否则 { 返回 Raymarch(...); } 因为即使是重新投影的像素，它也会计算 Raymarch。

我没有看到任何其他方法来存档这个...... HLSL 中是否有任何类型的分支允许这样做？它不能是静态的，因为经过光线跟踪和重新投影的像素每帧都会发生变化。 我真的很好奇作者是如何在 GPU 上编写代码时实现性能提升十倍的，据我所知。

非常感谢您在这里提供任何形式的意见。

问候， 美食家

Answer 1

TLDR：在 if 语句前使用属性 [branch]。

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据我所知，对于 HLSL 中的任何分支，都会计算分支的两侧，并丢弃一个

这实际上并不完全正确。是的，分支可以展平，这意味着两边都按照您的描述计算，但也可以不展平（称为动态分支）。

现在，不展平分支有一些缺点：如果同一波中的两个线程在分支中采用不同的路径，则必须产生第二波，因为波中的所有线程都必须运行相同的代码（所以有些线程将被移动到新产生的波）。因此，在这种情况下，许多线程被“禁用”（意味着它们运行与波中其他线程相同的代码，但实际上并未将任何内容写入内存）。尽管如此，这种动态分支可能仍然比运行分支的两侧更快，但这取决于实际代码。

我们甚至可以通过智能着色器设计来消除这个缺点（即确保占据分支一侧的线程在同一个波中，因此波内不会发生分歧。但是，这需要一些知识底层硬件，如波形大小等）

在任何情况下：如果没有另外说明，HLSL 编译器会自行决定分支是使用动态分支还是扁平化。但是，可以通过adding an attribute 对 if 语句强制执行两种方式之一，例如：

//Enforce dynamic branching:
[branch] 
if (...) { ... }
else { ... }

//Enforce flattening of the branch:
[flatten]
if (...) { ... }
else { ... }