Изменение zip-итератора с помощью eigen :: Matrix дает ошибочные результаты - PullRequest
Новая
       15

Изменение zip-итератора с помощью eigen :: Matrix дает ошибочные результаты

0 голосов
/ 10 декабря 2018

У меня есть три набора точек X, Y, Z.Я намерен применить преобразование, используя Eigen :: Matrix4f.Я использую итератор zip и оператор преобразования, чтобы сделать это.Программа компилируется, однако результат является только частично правильным.Этот пост вдохновлен Как изменить содержимое zip-итератора

Преобразование A = [0 1 2; 3 4 5; 6 7 8;1 1 1] с M = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13 14 15 16] с использованием M * A должно привести к: R = [28 34 40;68 86 104;108 138 168] Однако это дает: R = [28 34 40;208 251 294;2410 2905 3400].

Значения X корректно изменяются.Однако значения Y & Z являются ошибочными.

Мой код и cmakelists, как показано ниже: 

#include <thrust/iterator/zip_iterator.h>
#include <thrust/execution_policy.h>
#include <thrust/copy.h>
#include <thrust/device_vector.h>

#include <Eigen/Dense>
#include <iostream>

typedef thrust::device_vector<float>::iterator                     FloatIterator;
typedef thrust::tuple<FloatIterator, FloatIterator, FloatIterator> FloatIteratorTuple;
typedef thrust::zip_iterator<FloatIteratorTuple>                   Float3Iterator;

typedef thrust::tuple<float,float,float> Float3;

struct modify_tuple
{
    Eigen::Matrix4f _Mat4f;
    modify_tuple(Eigen::Matrix4f Mat4f) : _Mat4f(Mat4f) { }
    __host__ __device__ Float3 operator()(Float3 a) const
    {

        Eigen::Vector4f V(thrust::get<0>(a), thrust::get<1>(a), thrust::get<2>(a), 1.0);

    V=_Mat4f*V;

    Float3  res=thrust::make_tuple( V(0,0), V(1,0), V(2,0) );

        return res;
    }
};


int main(void)
{
    thrust::device_vector<float> X(3);
    thrust::device_vector<float> Y(3);
    thrust::device_vector<float> Z(3);

    X[0]=0,    X[1]=1,    X[2]=2;
    Y[0]=4,    Y[1]=5,    Y[2]=6;
    Z[0]=7,    Z[1]=8,    Z[2]=9;

    std::cout << "X,Y,Z before transformation="<< std::endl;
    thrust::copy_n(X.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Y.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Z.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;


    Float3Iterator P_first = thrust::make_zip_iterator(make_tuple(X.begin(), Y.begin(), Z.begin()));
    Float3Iterator P_last  = thrust::make_zip_iterator(make_tuple(X.end(),   Y.end(),   Z.end()));


    Eigen::Matrix4f M;
    M(0,0)= 1; M(0,1)= 2;  M(0,2)= 3;  M(0,3)= 4; 
    M(1,0)= 5; M(1,1)= 6;  M(1,2)= 7;  M(1,3)= 8; 
    M(2,0)= 9; M(2,1)= 10; M(2,2)= 11; M(2,3)= 12; 
    M(3,0)= 13; M(3,1)= 14;  M(3,2)= 15;  M(3,3)= 16;

    thrust::transform(thrust::device, P_first,P_last, P_first, modify_tuple(M));

    std::cout << "X, Y, Z after transformation="<< std::endl;
    thrust::copy_n(X.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Y.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Z.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;


    return 0;
}

CMakeLists.txt 

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.8)

FIND_PACKAGE(CUDA REQUIRED)
INCLUDE_DIRECTORIES(${CUDA_INCLUDE_DIRS})
INCLUDE_DIRECTORIES (/usr/include/eigen3)

set(
    CUDA_NVCC_FLAGS
    ${CUDA_NVCC_FLAGS};
    -O3 -gencode arch=compute_52,code=sm_52;
    )

CUDA_ADD_EXECUTABLE(modify_zip_iterator_stackoverflow_ver2 modify_zip_iterator_stackoverflow_ver2.cu)
TARGET_LINK_LIBRARIES(modify_zip_iterator_stackoverflow_ver2 ${CUDA_LIBRARIES})

1 Ответ

0 голосов
/ 11 декабря 2018

Вероятно, вам просто нужно получить последнюю версию Eigen.

Я использовал CUDA 9.2 на Fedora27 и взял последнюю версию Eigen из здесь .

Затем я скомпилировал изапустил ваш код следующим образом: 

$ cat t21.cu
#include <thrust/iterator/zip_iterator.h>
#include <thrust/execution_policy.h>
#include <thrust/copy.h>
#include <thrust/device_vector.h>

#include <Eigen/Dense>
#include <iostream>

typedef thrust::device_vector<float>::iterator                     FloatIterator;
typedef thrust::tuple<FloatIterator, FloatIterator, FloatIterator> FloatIteratorTuple;
typedef thrust::zip_iterator<FloatIteratorTuple>                   Float3Iterator;

typedef thrust::tuple<float,float,float> Float3;

struct modify_tuple
{
    Eigen::Matrix4f _Mat4f;
    modify_tuple(Eigen::Matrix4f Mat4f) : _Mat4f(Mat4f) { }
    __host__ __device__ Float3 operator()(Float3 a) const
    {

        Eigen::Vector4f V(thrust::get<0>(a), thrust::get<1>(a), thrust::get<2>(a), 1.0);

    V=_Mat4f*V;

    Float3  res=thrust::make_tuple( V(0,0), V(1,0), V(2,0) );

        return res;
    }
};


int main(void)
{
    thrust::device_vector<float> X(3);
    thrust::device_vector<float> Y(3);
    thrust::device_vector<float> Z(3);

    X[0]=0,    X[1]=1,    X[2]=2;
    Y[0]=4,    Y[1]=5,    Y[2]=6;
    Z[0]=7,    Z[1]=8,    Z[2]=9;

    std::cout << "X,Y,Z before transformation="<< std::endl;
    thrust::copy_n(X.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Y.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Z.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;


    Float3Iterator P_first = thrust::make_zip_iterator(make_tuple(X.begin(), Y.begin(), Z.begin()));
    Float3Iterator P_last  = thrust::make_zip_iterator(make_tuple(X.end(),   Y.end(),   Z.end()));


    Eigen::Matrix4f M;
    M(0,0)= 1; M(0,1)= 2;  M(0,2)= 3;  M(0,3)= 4;
    M(1,0)= 5; M(1,1)= 6;  M(1,2)= 7;  M(1,3)= 8;
    M(2,0)= 9; M(2,1)= 10; M(2,2)= 11; M(2,3)= 12;
    M(3,0)= 13; M(3,1)= 14;  M(3,2)= 15;  M(3,3)= 16;

    thrust::transform(thrust::device, P_first,P_last, P_first, modify_tuple(M));

    std::cout << "X, Y, Z after transformation="<< std::endl;
    thrust::copy_n(X.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Y.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Z.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;


    return 0;
}
$ nvcc -std=c++11 -I/path/to/eigen/eigen-eigen-71546f1a9f0c t21.cu -o t21 --expt-relaxed-constexpr
$ ./t21
X,Y,Z before transformation=
0,1,2,
4,5,6,
7,8,9,
X, Y, Z after transformation=
33,39,45,
81,99,117,
129,159,189,
$

Вывод не соответствует тому, что вы ожидаете в своем вопросе, но то, что вы ожидаете, также неверно.

Первый кортеж, предоставленный вашему функтору в результате разыменования вашего итератора zip, будет (X[0],Y[0],Z[0]), то есть (0,4,7).Затем ваш функтор преобразует это в (0,4,7,1) и выполняет умножение матрицы на вектор с вашей матрицей M.Внутреннее произведение первого ряда задается как 0*1+4*2+7*3+1*4, что составляет 33. Внутреннее произведение второго ряда задается как 0*5+4*6+7*7+1*8, что составляет 81. Внутреннее произведение третьего ряда задается как 0*9+4*10+7*11+1*12, что составляет 129Вы можете видеть, что эта последовательность 33,81,129 является точно первым столбцом выходных данных выше.

Второй кортеж, предоставленный вашему функтору в результате разыменования вашего итератора zip, будет (X[1],Y[1],Z[1]), то есть (1,5,8).Затем ваш функтор преобразует это в (1,5,8,1) и выполняет умножение матрицы на вектор с вашей матрицей M.Внутренний продукт первого ряда задается как 1*1+5*2+8*3+1*4, сумма которого равна 39. Внутренний продукт второго ряда задается как 1*5+5*6+8*7+1*8, сумма которого равна 99. Внутренний продукт третьего ряда задается как 1*9+5*10+8*11+1*12, сумма которого равна 159. Вы можетесм. эту последовательность 39,99,159 точно второй столбец выходных данных выше.

Я не выполнил соответствующую арифметику для 3-го столбца вывода, но я не думаю, что это неправильно.

Вот модификация вашего кода, демонстрирующая правильностьРезультаты, выполняя арифметику в Eigen host code: 

$ cat t21.cu
#include <thrust/iterator/zip_iterator.h>
#include <thrust/execution_policy.h>
#include <thrust/copy.h>
#include <thrust/device_vector.h>

#include <Eigen/Dense>
#include <iostream>

typedef thrust::device_vector<float>::iterator                     FloatIterator;
typedef thrust::tuple<FloatIterator, FloatIterator, FloatIterator> FloatIteratorTuple;
typedef thrust::zip_iterator<FloatIteratorTuple>                   Float3Iterator;

typedef thrust::tuple<float,float,float> Float3;

struct modify_tuple
{
    Eigen::Matrix4f _Mat4f;
    modify_tuple(Eigen::Matrix4f Mat4f) : _Mat4f(Mat4f) { }
    __host__ __device__ Float3 operator()(Float3 a) const
    {

        Eigen::Vector4f V(thrust::get<0>(a), thrust::get<1>(a), thrust::get<2>(a), 1.0);

    V=_Mat4f*V;

    Float3  res=thrust::make_tuple( V(0,0), V(1,0), V(2,0) );

        return res;
    }
};


int main(void)
{
    thrust::device_vector<float> X(3);
    thrust::device_vector<float> Y(3);
    thrust::device_vector<float> Z(3);

    X[0]=0,    X[1]=1,    X[2]=2;
    Y[0]=4,    Y[1]=5,    Y[2]=6;
    Z[0]=7,    Z[1]=8,    Z[2]=9;
    std::cout << "X,Y,Z before transformation="<< std::endl;
    thrust::copy_n(X.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Y.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Z.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::host_vector<float> hX = X;
    thrust::host_vector<float> hY = Y;
    thrust::host_vector<float> hZ = Z;


    Float3Iterator P_first = thrust::make_zip_iterator(make_tuple(X.begin(), Y.begin(), Z.begin()));
    Float3Iterator P_last  = thrust::make_zip_iterator(make_tuple(X.end(),   Y.end(),   Z.end()));


    Eigen::Matrix4f M;
    M(0,0)= 1; M(0,1)= 2;  M(0,2)= 3;  M(0,3)= 4;
    M(1,0)= 5; M(1,1)= 6;  M(1,2)= 7;  M(1,3)= 8;
    M(2,0)= 9; M(2,1)= 10; M(2,2)= 11; M(2,3)= 12;
    M(3,0)= 13; M(3,1)= 14;  M(3,2)= 15;  M(3,3)= 16;

    thrust::transform(thrust::device, P_first,P_last, P_first, modify_tuple(M));

    std::cout << "X, Y, Z after transformation="<< std::endl;
    thrust::copy_n(X.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Y.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    thrust::copy_n(Z.begin(), 3, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ","));
    std::cout << std::endl;
    Eigen::Vector4f hV;
    hV(0) = hX[0];
    hV(1) = hY[0];
    hV(2) = hZ[0];
    hV(3) = 1;
    hV = M*hV;
    std::cout << "column 0:" << std::endl;
    std::cout << hV;
    std::cout << std::endl;
    hV(0) = hX[1];
    hV(1) = hY[1];
    hV(2) = hZ[1];
    hV(3) = 1;
    hV = M*hV;
    std::cout << "column 1:" << std::endl;
    std::cout << hV;
    std::cout << std::endl;
    hV(0) = hX[2];
    hV(1) = hY[2];
    hV(2) = hZ[2];
    hV(3) = 1;
    hV = M*hV;
    std::cout << "column 2:" << std::endl;
    std::cout << hV;
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
$ nvcc -std=c++11 -I/home/bob/eigen/eigen-eigen-71546f1a9f0c t21.cu -o t21 --expt-relaxed-constexpr
$ ./t21
X,Y,Z before transformation=
0,1,2,
4,5,6,
7,8,9,
X, Y, Z after transformation=
33,39,45,
81,99,117,
129,159,189,
column 0:
 33
 81
129
177
column 1:
 39
 99
159
219
column 2:
 45
117
189
261
$
...