Otimizando shaders para melhorar performance
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O documento discute como otimizar shaders para melhorar o desempenho de fragment shaders. Inicialmente, os shaders causavam problemas de desempenho, exibindo menos de 10 fps em um iPad 4. Após várias otimizações, como reduzir acessos à textura e operações trigonométricas, o desempenho melhorou para mais de 60 fps em um iPad mini retina.
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- 1. Otimizando shaders Como usar as ferramentas do Xcode para melhorar a performance de fragment shaders
- 6. Tínhamos algumas opções • Nosso artista fazer novas artes mudando a iluminação • Íamos precisar ter essas artes na tela e fazer um blend durante a transição • Nossa arte tem várias camadas e nosso jogo já gasta bastante memória • Fazer algum shader para isso • Temos bem pouca experiência com isso
- 7. Faremos com shaders • No pior dos casos a gente aprende alguma coisa nova.
- 8. O Que precisamos • Alterar a matiz da imagem. • Adicionar um efeito de “Bloom”
- 10. Começamos com 2 shaders • Um para alterar a Matiz • Outro que aplicava um blur gaussiano.
- 11. Blur gaussiano? • Eu queria bloom
- 12. Blur gaussiano? • Isso só deixa a imagem borrada • Queremos um efeito de bloom, não de blur. • O que fizemos foi aplicar o filtro gaussiano só no alpha da textura e usar isso para clarear a imagem
- 15. Performance deixando a desejar • Menos de 10 fps num iPad 4 • Menos de 20 num iPad mini Retina • Imagine num iPad 3, ou num android porcaria.
- 16. Não se pode otimizar o que não se consegue medir
- 17. Não se pode otimizar o que não se consegue medir
- 18. Não se pode otimizar o que não se consegue medir
- 19. Não se pode otimizar o que não se consegue medir
- 20. Problemas com o shader • Muitas leituras dependentes de textura • Nos dispotivos com A7 e A8 isso não é problema. • Nos dispositivos antigos isso tem sérios problemas de performance • Mesmo assim são muitas leituras de textura • Muitas operações trigonométricas • Muitas operações aritméticas em geral
- 21. Otimizações • Reduzir o numero de acessos a textura • Nossa imagem é afetada mais verticalmente que horizontalmente • Nosso artista concordou que o efeito de bloom estava muito forte • Talvez não seja bem verdade o resumo de quase nenhuma perda de qualidade visual • Mas essa parte era só metade do tempo.
- 22. Código original
- 24. Outras otimizações • A performance ficou boa num iPad 4 • Mas poderíamos fazer os calculos de posição de textura no vertex shader • Isso nos daria melhor performance em arquiteturas antigas
- 25. otimizações • Reduzir as operações trignométricas • Reduzir o número de operações executadas por pixel
- 26. Código original
- 27. Código otimizado
- 28. Parece roubado • O shader original faz várias coisas • Converte de RGB para YIQ • Encontra a Matiz do pixel • Altera a Matiz • Converte a Matiz modificada de volta para YIQ • Converte o valor final YIQ para RGB • No nosso caso, a mudança de matiz é a mesma para a camada toda
- 29. Matemática • A operação toda é: • Uma mudança de base • Uma rotação • A volta para a base original • Essas operações são as mesmas para cada pixel da camada • Cada uma delas pode ser escrita como uma multiplciação matriz vetor • A operação toda pode ser escrita como uma multiplicação matriz vetor • Calculamos a matriz na CPU e passamos como parametro para a GPU
- 30. Resultados
- 31. resultados
- 32. resultados
- 33. Resultados
- 34. resultados • Mais de 60 fps num iPad mini retina • 55 fps num iPad 4 • 35 fps num Moto G
- 35. Dúvidas • VViinniicciiuuss VVeecccchhii • @@vvvveecccchhii • NNaakkeedd MMoonnkkeeyy GGaammeess • @@nnaakkeeddmmoonnkkeeyyGG • wwwwww..nnaakkeeddmmoonnkkeeyy..ccoomm..bbrr