为什么绘制 POT 图像比 NPOT 图像更快？答案

【问题标题】：Why is drawing POT images faster than NPOT images?为什么绘制 POT 图像比 NPOT 图像更快？
【发布时间】：2013-06-14 15:32:22
【问题描述】：

我正在研究画布速度优化，我找到了这个答案：https://stackoverflow.com/a/7682200/999400

不要使用奇数宽度的图像。始终使用宽度作为 2 的幂。

所以我想知道，为什么这更快？

我看到一些帖子解释说这有助于旧显卡（使用 OpenGL 等），但我说的是速度，而不是兼容性，以及画布，而不是 OpenGL/WebGL。

【问题讨论】：

我认为这是因为它使 mipmap 的构建更容易 - 如果你有两个大小的幂，你可以将大小减半并取其他所有元素来构建第一个 mipmap，再减半，等等依次变小mipmaps：en.wikipedia.org/wiki/Mipmap glprogramming.com/red/chapter09.html#name2
@Patashu，所以如果我理解正确，那么它对加载有帮助吗？
另一个原因可能是 2 的因数和除数对于计算机来说更容易处理，因为与较慢的模数和除法相比，它们可以通过快速位移来计算。虽然我不确定它究竟在哪里发挥作用，但我怀疑它很重要。
@Patashu 对于 3D 应用程序，您可能是正确的，但通常它有助于减少内存消耗。
@Jarrod 对，这是一个很好的观点——我在想的是与 3D 更相关。

标签： javascript performance canvas

【解决方案1】：

它更快，因为您可以使用

在 8 位 320x200（模式 13h）的旧时代，您可以使用简单的公式索引一个像素：

pixOffset = xPos + yPos * 320;

但这太慢了。一个更好的选择是使用

pixOffset = xPos + (yPos * 256) + (yPos * 64)

汇编

mov ax, xPos    ;   ax = xPos
mov bx, yPos    ;   bx = yPos
shl bx, 6       ;   bx = yPos * 64
add ax, bx      ;   ax = xPos + (yPos * 64)
shl bx, 2       ;   bx = yPos * 256
add ax, bx      ;   ax = xPos + yPos * 320

这似乎违反直觉，但如果写得好，它只使用单时钟指令。即您可以在 6 个时钟周期内计算偏移量。当然，流水线和缓存未命中会使场景复杂化。

在硬件中实现移位寄存器也比在 $$ 和晶体管中的完整乘法单元便宜得多。因此，可以使用相同数量的晶体管来提供更好的性能，或者可以使用更少的晶体管来提供相同的性能，但功耗更低。

AFAIK，现代处理器的 mul（和 div）指令是在查找表的帮助下实现的。这在很大程度上缓解了问题，但也不是没有问题。如需进一步阅读，请查看 Pentium fdiv 错误（在芯片内错误填充了查找表）

http://en.wikipedia.org/wiki/Pentium_FDIV_bug

所以最后，它本质上是用于实现功能的硬件/软件的人工制品。

【讨论】：

这个答案是针对这个问题的吗？这个答案看起来很...激烈：P
：咧嘴笑：是的。不幸的是，硬件/软件设计和集成的许多方面都很紧张。（但调查和理解很有趣）
谢谢，这确实解决了一些“速度”问题，但据我所知，这是一个很小的问题，不是吗？
很高兴。是的，它似乎确实是一个相当小的差异 - 自从我真正熟悉 x86 汇编以来，可能在 15 年中已经减少了。但它相当复杂。优化代码以使用两种分辨率的幂更容易。这也是图形硬件（过去？）喜欢的方式。另外，考虑到内存对齐会使它有些复杂。您要么必须（a）为未对齐的内存遭受更多周期，要么（b）浪费内存对齐它，然后浪费指令来访问它。这会使其在内存中变得更大，从而导致更多的缓存未命中。
是的，它会更快，这取决于图像的使用方式。如果您“绘制”透明区域，则可能不是。但是，如果您调整 UV 坐标以便只显示可见区域，那么是的，它会更快。这是游戏和 openGL/dirextX 采用的方法。即 6x6 图像将被放入 8x8 位图中，UV 设置为 leftTop = [0,0] 和 rightBot[0.75,0.75]。如果它仍然是 6x6，则坐标将是 leftTop [0,0] 和 rightBot [1,1] - 此外，画布是硬件在支持的情况下加速，所以看起来很谨慎将大小调整为 POT 的方法。