OpenGL, почему повторение текстуры с одинаковым количеством фрагментов может стоить производительности?

Question

У меня квадратор одинарного размера с бесшовной текстурой и с повторением текстур.

Для координат текстуры я получаю это с позиции. Поэтому я могу искусственно повысить разрешение текстуры, умножив координаты текстуры на коэффициент N, что заставит текстуру повторяться в течение четырех * N раз.

В моем коде моя текстура - это карта нормалей, и с ее помощью в фрагментном шейдере выполняется расчет бликов. И я заметил, что чем больше я умножаю координаты текстуры, тем больше снижается моя производительность, однако кажется, что падение производительности остается постоянным после определенного значения (например, нет разницы между N = 1024 и N = 10240)

Что я не понимаю, так это то, что размер квадратов остается прежним, размер текстур одинаков, почему умножение координат текстур стоит мне производительности при одинаковом количестве фрагментов?

Answer 1

Без отображения, я использую GL_LINEAR для фильтрации как мин, так и фильтров.

Когда масштаб увеличивается, соседние пиксели в вашем фрагментном шейдере соответствуют текселям в вашей текстуре, которые находятся далеко друг от друга. С GL_LINEAR это означает, что тексели не только далеки друг от друга по текстуре, но и далеки друг от друга в памяти.

При масштабе ближе к 1: 1 соседние пиксели в фрагментном шейдере будут взяты из текселей, которые также расположены близко друг к другу. Это означает, что они будут близко друг к другу в памяти, что означает лучшую локальность памяти. Это требует меньше выборок из памяти.

Текстуры с MipMap не имеют этой проблемы, и они часто выглядят также лучше, потому что у них нет проблем с псевдонимами, которые вы видите при минимизации GL_LINEAR.

Имитация его на процессоре

У CPU такая же проблема с извлечением памяти.

float sum(float *arr, int size, int stride, int count) {
    int pos = 0;
    float sum = 0.0f;
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        pos = (pos + stride) % size;
        sum += arr[pos];
    }
    return sum;
}

По мере увеличения stride производительность ухудшается. Это происходит по той же причине, по которой производительность вашего фрагментного шейдера ухудшается, даже если это происходит на процессоре.