【问题标题】:Webworker canvas performance terribleWebworker 画布性能糟糕
【发布时间】:2013-04-13 12:23:01
【问题描述】:

我正在尝试使用 webworkers 来渲染动画 mandelbrot zoomer 的部分帧,因为这涉及到大量的计算,而且由于这可以很容易地分成块,这应该是并行处理的理想情况.

但无论我尝试什么,我都没有得到任何性能来换取工人使用的额外 CPU。与非工作版本相比,在 Chrome 中我的基准测试要慢一些,在 Firefox 中要慢得多。

我的猜测是,将图像数据传输给网络工作者非常昂贵,我尝试只接收原始数据并使用它来渲染帧,但结果几乎相同。我认为这不是向工作人员发送和接收图像数据的理想方式(实际上我只需要接收它,但我无法在工作人员内部创建可直接用于画布的缓冲区) .因此,就目前而言,发送任何大量数据都会造成真正的瓶颈。

亲爱的stackoverflow,请帮我回答这两个问题:我在这里做错了什么,有什么可以改进的?

可以在here 上找到用于工作人员的演示,并在jsfiddle 上找到非工作人员版本以供参考。

代码如下:

"use strict";

/*global $*/

$(function() {

    var mandelbrot = new Mandelbrot();

});

var Mandelbrot = function() {

    // set some values
    this.width = 500;
    this.height = 500;

    this.x_center = -1.407566731001088;
    this.y_center = 2.741525895538953e-10;

    this.iterations = 250;
    this.escape = 4,
    this.zoom = 10;
    this.count = 0;
    this.worker_size = 10;
    this.received = 0;
    this.refresh = true;

    //let's go - create canvas, image data and workers
    this.init();
    //start animation loop
    this.animate();

};

Mandelbrot.prototype = {

    init: function() {

        var self = this;

        //create main canvas and append it to div
        var container = $("#content");

        this.canvas = document.createElement("canvas");
        this.canvas.width = this.width;
        this.canvas.height = this.height;

        container.append(this.canvas);

        //create imagedata
        this.context = this.canvas.getContext("2d");
        this.image = this.context.getImageData(0, 0, this.width, this.height);
        this.data = new Int32Array(this.image.data.buffer);

        //create imagedata for webworkers
        this.worker_data = this.context.getImageData(0, 0, this.width, this.height / this.worker_size);

        //create webworkers drop them in array
        this.pool = [];

        for (var i = 0; i < this.worker_size; i++) {

            this.pool[i] = new Worker("js/worker.js");
            this.pool[i].idle = true;
            this.pool[i].id = i;

            //on webworker finished 
            this.pool[i].onmessage = function(e) {

                self.context.putImageData(e.data, 0, self.height / self.worker_size * e.target.id);
                self.received++;

            };

        }
    },

    iterate: function() {

        for (var i = 0; i < this.pool.length; i++) {

            this.pool[i].postMessage({

                image: this.worker_data,
                id: this.pool[i].id,
                worker_size: this.worker_size,
                width: this.width,
                height: this.height,
                x_center: this.x_center,
                y_center: this.y_center,
                iterations: this.iterations,
                escape: this.escape,
                zoom: this.zoom

            });
        }
    },

    animate: function() {

        requestAnimationFrame(this.animate.bind(this));

        //poor man's benchmark over 250 frames
        if (this.count === 0) {
            console.time("timer");
        } 

        if (this.count === 250) {
            console.timeEnd("timer");
        }

        //refresh at init, then refresh when all webworkers are done and reset
        if (this.received === this.worker_size | this.refresh) {

            this.received = 0;
            this.refresh = false;
            this.count++;
            this.zoom *= 0.95;
            this.iterate();

        }
    }
};

和worker.js:

self.onmessage = function(e) {

    "use strict";

    var x_step = e.data.zoom / e.data.width;
    var y_step = e.data.zoom / e.data.height;

    var y_start = e.data.height / e.data.worker_size * e.data.id;
    var y_end = e.data.height / e.data.worker_size;

    var data = new Int32Array(e.data.image.data.buffer);

    for (var y = 0; y < y_end; y++) {

        var iy = e.data.y_center - e.data.zoom / 2 + (y + y_start) * y_step;

        for (var x = 0; x < e.data.width; x++) {

            var rx = e.data.x_center - e.data.zoom / 2 + x * x_step;

            var zx = rx;
            var zy = iy;
            var zx2 = 0;
            var zy2 = 0;

            for (var i = 0; zx2 + zy2 < e.data.escape && i < e.data.iterations; ++i) {

                zx2 = zx * zx;
                zy2 = zy * zy;
                zy = (zx + zx) * zy + iy;
                zx = zx2 - zy2 + rx;
            }

            data[y * e.data.width + x] = (255 << 24) | (i << 16) | (i << 8) | i;

        }
    }

    self.postMessage(e.data.image);

};

【问题讨论】:

    标签: javascript html canvas web-worker fractals


    【解决方案1】:

    问题在于您正在遍历父图片中的每个像素。如果将迭代限制为两个图像中较小的一个,事情会快得多。此外,如果您平铺绘图,则可以在单独的 Web Worker 中处理每个平铺,从而增加图像每个部分的托盘化。我写了这个:http://robertleeplummerjr.github.io/CanvasWorker/ 这正是你想要的。

    【讨论】:

      【解决方案2】:

      我其实在这个实验中也尝试过同样的事情,这是一个置换滤镜:

      http://www.soundstep.com/blog/experiments/displacement-js/heart/ http://www.soundstep.com/blog/2012/04/25/javascript-displacement-mapping/

      我在过滤器中创建了一个工作程序,并在将它们发送回主应用程序之前一起计算像素。基本上是在工作人员内部的所有像素上进行迭代。

      在worker之前,我有一个循环4 getImageData,这不能在worker中完成。无论如何,它在 Chrome 上占用大约 15% 的 CPU。

      因此,总体而言,我在没有 worker 的情况下获得 70% 的 CPU,在有 worker 的情况下获得 90% 的 CPU。

      我认为不能在 worker 中完成的操作,例如“getImageData”和“putImageData”,加上拥有 worker 本身的事实,比没有 worker 占用更多的 CPU。

      如果我们能够发送其他类型的数据可能会更好,这样我们就可以在 worker 中执行 getImageData 和 putImageData。

      不确定是否有另一种发送和接收字节的方式来处理和重建画布内容。

      http://typedarray.org/concurrency-in-javascript/

      【讨论】:

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