【问题标题】:Perlin noise bugged at some devices (Android, glsl)某些设备(Android、glsl)上存在 Perlin 噪音问题
【发布时间】:2016-07-09 16:39:07
【问题描述】:

我正在为 Android 开发 OpenGLES 应用程序并使用来自 Stefan Gustavson 的 Perlin 噪声。它是动画 2D 噪声,所以我使用 3D Perlin 和时间变量作为第三维。在我的三星 Galaxy Young (API 10) 上看起来一切都很好,但是当我用 ASUS MEMO 平板电脑 (API 17) 测试它时,我得到了这个带有椭圆和方形区域的故障:-

什么可能导致不同设备之间出现这种差异?

片段着色器代码:

precision mediump float;
varying vec2 screenPosition;
uniform vec4 colorFilter;
uniform float time;

vec4 permute(vec4 x)
{
  return mod(((x*34.0)+1.0)*x, 289.0);
}

vec4 taylorInvSqrt(vec4 r)
{
  return 1.79284291400159 - 0.85373472095314 * r;
}

vec3 fade(vec3 t) {
  return t*t*t*(t*(t*6.0-15.0)+10.0);
}

float noise(vec3 P)
{
  vec3 Pi0 = floor(P); // Integer part for indexing
  vec3 Pi1 = Pi0 + vec3(1.0); // Integer part + 1
  Pi0 = mod(Pi0, 289.0);
  Pi1 = mod(Pi1, 289.0);
  vec3 Pf0 = fract(P); // Fractional part for interpolation
  vec3 Pf1 = Pf0 - vec3(1.0); // Fractional part - 1.0
  vec4 ix = vec4(Pi0.x, Pi1.x, Pi0.x, Pi1.x);
  vec4 iy = vec4(Pi0.yy, Pi1.yy);
  vec4 iz0 = Pi0.zzzz;
  vec4 iz1 = Pi1.zzzz;

  vec4 ixy = permute(permute(ix) + iy);
  vec4 ixy0 = permute(ixy + iz0);
  vec4 ixy1 = permute(ixy + iz1);

  vec4 gx0 = ixy0 / 7.0;
  vec4 gy0 = fract(floor(gx0) / 7.0) - 0.5;
  gx0 = fract(gx0);
  vec4 gz0 = vec4(0.5) - abs(gx0) - abs(gy0);
  vec4 sz0 = step(gz0, vec4(0.0));
  gx0 -= sz0 * (step(0.0, gx0) - 0.5);
  gy0 -= sz0 * (step(0.0, gy0) - 0.5);

  vec4 gx1 = ixy1 / 7.0;
  vec4 gy1 = fract(floor(gx1) / 7.0) - 0.5;
  gx1 = fract(gx1);
  vec4 gz1 = vec4(0.5) - abs(gx1) - abs(gy1);
  vec4 sz1 = step(gz1, vec4(0.0));
  gx1 -= sz1 * (step(0.0, gx1) - 0.5);
  gy1 -= sz1 * (step(0.0, gy1) - 0.5);

  vec3 g000 = vec3(gx0.x,gy0.x,gz0.x);
  vec3 g100 = vec3(gx0.y,gy0.y,gz0.y);
  vec3 g010 = vec3(gx0.z,gy0.z,gz0.z);
  vec3 g110 = vec3(gx0.w,gy0.w,gz0.w);
  vec3 g001 = vec3(gx1.x,gy1.x,gz1.x);
  vec3 g101 = vec3(gx1.y,gy1.y,gz1.y);
  vec3 g011 = vec3(gx1.z,gy1.z,gz1.z);
  vec3 g111 = vec3(gx1.w,gy1.w,gz1.w);

  vec4 norm0 = taylorInvSqrt(vec4(dot(g000, g000), dot(g010, g010), dot(g100, g100), dot(g110, g110)));
  g000 *= norm0.x;
  g010 *= norm0.y;
  g100 *= norm0.z;
  g110 *= norm0.w;
  vec4 norm1 = taylorInvSqrt(vec4(dot(g001, g001), dot(g011, g011), dot(g101, g101), dot(g111, g111)));
  g001 *= norm1.x;
  g011 *= norm1.y;
  g101 *= norm1.z;
  g111 *= norm1.w;

  float n000 = dot(g000, Pf0);
  float n100 = dot(g100, vec3(Pf1.x, Pf0.yz));
  float n010 = dot(g010, vec3(Pf0.x, Pf1.y, Pf0.z));
  float n110 = dot(g110, vec3(Pf1.xy, Pf0.z));
  float n001 = dot(g001, vec3(Pf0.xy, Pf1.z));
  float n101 = dot(g101, vec3(Pf1.x, Pf0.y, Pf1.z));
  float n011 = dot(g011, vec3(Pf0.x, Pf1.yz));
  float n111 = dot(g111, Pf1);

  vec3 fade_xyz = fade(Pf0);
  vec4 n_z = mix(vec4(n000, n100, n010, n110), vec4(n001, n101, n011, n111), fade_xyz.z);
  vec2 n_yz = mix(n_z.xy, n_z.zw, fade_xyz.y);
  float n_xyz = mix(n_yz.x, n_yz.y, fade_xyz.x); 
  return 2.2 * n_xyz;
}

void main() {
    float valuer = (noise(vec3(screenPosition.x*4.0, screenPosition.y*3.0, time)));
    float val1 = 0.25*(sign(valuer+0.2)-sign(valuer-0.2));
    float val2 = 0.125*(sign(valuer+0.4)-sign(valuer-0.4));
    outputColor = colorFilter*(val1+val2+0.25);
}

【问题讨论】:

    标签: android opengl-es glsl


    【解决方案1】:

    三星 Galaxy Young 很可能以 highp 执行数学运算,而 ASUS MEMO 平板电脑则以 mediump 执行。

    OpenGLES 设备不需要在片段着色器中支持 highp,但上面的代码看起来很像需要它。

    这甚至是一个完整的片段着色器吗?我认为 GLES 片段着色器要求您指定默认精度或要求您在每个变量的基础上指定精度。我都没有看到,所以也许有一些信息被遗漏了。

    【讨论】:

    • 感谢您的回答。你是对的,我在帖子中省略了第一行着色器(已经编辑)。精度 mediump 浮点数;如果没有精度规范,它会绘制一个黑色多边形。
    • 尝试将其从“precision mediump float”更改为“precision highp float”。如果这样可以修复 ASUS MEMO 平板电脑,那么您已经确认问题出在精度上。但是,如果它不能解决问题,那么您还没有证明任何东西,因为 Memo 平板电脑可能不支持片段着色器中的 highp。此外,使用 highp 并不是真正的解决方案,因为您的应用只能在某些设备上运行,而不能在其他设备上运行,因此无论发生什么情况,您都可能需要找到一种更能容忍半精度的新方法来生成噪声。
    • 是的,highp 修复了故障,但 fps 显着下降。那我需要另一个噪音发生器。感谢您的意见。
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