Низкая производительность обработки изображений OpenGL - PullRequest
3 голосов
/ 21 сентября 2010

Я пытаюсь выполнить простую обработку изображений с использованием opengl.Поскольку я не смог найти ни одной хорошей библиотеки, которая бы выполняла эту задачу, я пытался найти свое собственное решение.

Я просто хочу составить несколько изображений в графическом процессоре и затем прочитать их обратно.Однако производительность моей реализации кажется почти равной тому, что требуется для процессора ... что-то не так ...

Я пытался следовать лучшим практикам, которые я нашел в сети.Но все же он делает что-то не так.

Я пытался удалить весь ненужный код.

Есть идеи, почему эта реализация имеет низкую производительность?

int image_width = 1280;
int image_height = 720;
int image_size = image_width * image_height;

class texture
{
public:
    texture()
    {   
        glGenTextures(1, &texture_);    
        bind();
        glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
        glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
        glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
        glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, image_width, image_height, 0, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
    }

    ~texture(){ glDeleteTextures(1, &texture_); }
    void bind(){ glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_); }
    GLuint handle() { return texture_; }

private:
    GLuint texture_;
};
typedef std::shared_ptr<texture> texture_ptr;

class pixel_buffer // pixel buffer with associated texture
{
public:
    pixel_buffer()
    {
        glGenBuffersARB(1, &pbo_);
        bind_pbo();
        glBufferDataARB(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, image_size, 0, GL_STREAM_DRAW);
    }

    ~pixel_buffer(){ glDeleteBuffers(1, &pbo_); }

    void begin_write(void* src)
    {
        texture_.bind();
        glBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, pbo_);
        glBufferDataARB(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, image_size, 0, GL_STREAM_DRAW);
        void* ptr = glMapBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, GL_WRITE_ONLY);
        assert(ptr); 
        memcpy(ptr, src, image_size);
        glUnmapBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER);
    }

    void end_write()
    {
        bind_texture();
        bind_pbo();
        glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, image_width, image_height, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, BUFFER_OFFSET(0));
        unbind_pbo();
    }

    void begin_read(GLuint buffer)
    {
        glReadBuffer(buffer);
        glBindBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER_ARB, pbo_);
        glBufferData(GL_PIXEL_PACK_BUFFER_ARB, image_size, NULL, GL_STREAM_READ);
        glReadPixels(0, 0, image_width, image_height, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, BUFFER_OFFSET(0));
    }

    void end_read(void* dest)
    {
        void* ptr = glMapBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER_ARB, GL_READ_ONLY);   
        memcpy(dest, ptr, image_size);
        glUnmapBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER_ARB);
        unbind_pbo();
    }

    void bind_pbo(){ glBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, pbo_); }
    void unbind_pbo(){ glBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, pbo_); }
    void bind_texture() { texture_.bind(); }

    GLuint texture_handle() { return texture_.handle(); }

private:
    texture texture_;
    GLuint pbo_;
};
typedef std::shared_ptr<pixel_buffer> pixel_buffer_ptr;

class frame_buffer// frame buffer with associated pixel buffer
{
public:
    frame_buffer()
    {
        glGenFramebuffersEXT(1, &fbo_);

        bind();
        pbo_.bind_texture();
        glFramebufferTexture2DEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, GL_COLOR_ATTACHMENT0_EXT, GL_TEXTURE_2D, pbo_.texture_handle(), 0);
    }

    ~frame_buffer() { glDeleteFramebuffersEXT(1, &fbo_); }

    void bind() { glBindFramebufferEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, fbo_); }
    void unbind() { glBindFramebufferEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, 0);    }

    void begin_read()
    {
        bind();
        pbo_.begin_read(GL_COLOR_ATTACHMENT0_EXT);
    }

    void end_read(void* dest)
    {
        pbo_.end_read(dest);
        unbind();
    }

private:
    pixel_buffer pbo_;
    GLuint fbo_;
};
typedef std::shared_ptr<frame_buffer> frame_buffer_ptr;

struct image_processor::implementation
{   
    void compose(const std::vector<image_ptr>& images)
    {                   
        // END PREVIOUS READ
        if(reading_fbo_)
        {
            image_ptr result_image = std::make_shared<image>(image_size);
            reading_fbo_->end_read(result_image->data());
            output_.push(reading_result_image_);

            reading_fbo_ = nullptr;
        }

        // END PREVIOUS WRITE
        frame_buffer_ptr written_fbo;
        if(!writing_pbo_group_.empty())
        {
            // END
            written_fbo = get_fbo();
            written_fbo->bind();
            glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);   

            for(size_t n = 0; n < writing_pbo_group_.size(); ++n)
            {
                writing_pbo_group_[n]->end_write();
                writing_pbo_group_[n]->bind_texture();
                quad_->draw(); // DRAW FULLSCREEN QUAD
            }
            written_fbo->unbind();

            writing_pbo_group_.clear();
        }

        // BEGIN NEW WRITE
        if(!images.empty())
        {           
            for(size_t n = 0; n < images.size(); ++n)
            {
                auto pbo = get_pbo();
                pbo->begin_write(images[n]->data());

                writing_pbo_group_.push_back(pbo);
            }
        }

        // BEGIN NEW READ       
        if(written_fbo)
        {   
            written_fbo->begin_read();

            reading_fbo_ = written_fbo; 
        }
    }

    pixel_buffer_ptr get_pbo()
    {
        if(pbo_pool_.empty())
            pbo_pool_.push_back(std::make_shared<pixel_buffer>());

        auto pbo = pbo_pool_.front();
        pbo_pool_.pop_front();

        return pixel_buffer_ptr(pbo.get(), [=](pixel_buffer*){pbo_pool_.push_back(pbo);});
    }

    frame_buffer_ptr get_fbo()
    {
        if(fbo_pool_.empty())
            fbo_pool_.push_back(std::make_shared<frame_buffer>());

        auto fbo = fbo_pool_.front();
        fbo_pool_.pop_front();

        return frame_buffer_ptr(fbo.get(), [=](frame_buffer*){fbo_pool_.push_back(fbo);});
    }

    std::vector<pixel_buffer_ptr>   writing_pbo_group_;
    frame_buffer_ptr                reading_fbo_;

    std::deque<pixel_buffer_ptr> pbo_pool_;
    std::deque<frame_buffer_ptr> fbo_pool_;
};

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Сделал некоторое профилирование.Кажется, большая часть времени процессора тратится на begin_write ();

Хотя с этим ничего плохого не видно ...

void begin_write(void* src)
{
    texture_.bind();
    glBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, pbo_);
    glBufferDataARB(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, image_size, 0, GL_STREAM_DRAW);
    void* ptr = glMapBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER_ARB, GL_WRITE_ONLY);
    assert(ptr); 
    memcpy(ptr, src, image_size);
    glUnmapBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER);
}

Ответы [ 2 ]

3 голосов
/ 21 сентября 2010

Ваше узкое место - передача памяти от ЦП к ГП.GPU позволяет повысить производительность, когда вам нужно выполнить много параллельных вычислений для того же небольшого объема данных, которые хранятся в памяти GPU (например, нарисовать одну и ту же сцену со скоростью 30 кадров в секунду).Когда вам нужно передавать данные назад и вперед из основной памяти и памяти GPU, большая часть времени тратится именно на это.

0 голосов
/ 21 сентября 2010

Попробуйте изменить формат пикселя (то есть BGRA вместо ARGB).

Я не уверен в специфике, но несоответствие в том, что на самом деле использует карта и что вы хотите, может привести к катастрофическим результатам.

(Трудно помочь больше без информации о вашем наборе данных, алгоритмы, которые вы используете, и некоторые точные данные тестов ...)

Добро пожаловать на сайт PullRequest, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...