unity-game-engine - Unity 计算着色器同步

Question

我今天需要你的帮助!我开始在一个非常简单的用例中使用计算着色器:我有一个深度相机，我想计算靠近相机的物体的边界框。

但是我有太多像素需要处理，我想使用 GPGPU、计算着色器和并行化来计算它。

我目前有一个问题，当我运行我的程序时，我有相同的最小和最大坐标。所以我认为我的所有组和线程都会同时写入我的 StructuredBuffers。

您知道如何做到这一点吗？

这是我的计算着色器的代码:

#pragma kernel ComputeBoundingBox

//We define the size of a group in the x, y and z directions, y and z direction will just be one (because 1D array is used for depthData)
#define thread_group_size_x 1024
#define thread_group_size_y 1
#define thread_group_size_z 1
//Size of the depthData picture
#define width 512;
#define height 424;

//DataBuffer = depthData of the camera
//minBuffer, maxBuffer, array of size 3 with min/max x, y and z
//mask = image area to process
RWStructuredBuffer<float> dataBuffer;
globallycoherent RWStructuredBuffer<float>minBuffer;
globallycoherent RWStructuredBuffer<float> maxBuffer;
RWStructuredBuffer<float> mask;


float xValue = 0, yValue = 0, zValue = 0;

[numthreads(thread_group_size_x, thread_group_size_y, thread_group_size_z)]
void ComputeBoundingBox(uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
    //xValue and yValue = [X,Y] index in 2D
    //zValue = depthValue of [X,Y] index
    xValue = (id.x + 1) % width;
    yValue = (id.x + 1) / width;
    zValue = dataBuffer[id.x];

    if (mask[id.x] > 0.49)
    {
        if (zValue > 500 && zValue < 1500)
        {
            if (xValue < minBuffer[0])
                minBuffer[0] = xValue;
            else if (xValue > maxBuffer[0])
                maxBuffer[0] = xValue;
            if (yValue < minBuffer[1])
                minBuffer[1] = yValue;
            else if (yValue > maxBuffer[1])
                maxBuffer[1] = yValue;
            if (zValue < minBuffer[2])
                minBuffer[2] = zValue;
            else if (zValue > maxBuffer[2])
                maxBuffer[2] = zValue;
        }
    }
}

这是调用计算着色器的代码部分:

void RunShader()
    {
        dataBuffer.SetData(depthDataFloat);
        minDataBuffer.SetData(reinitialiseMinBuffer);
        maxDataBuffer.SetData(reinitialiseMaxBuffer);
        maskBuffer.SetData(mask);

        computeShader.SetBuffer(_kernel, "dataBuffer", dataBuffer);
        computeShader.SetBuffer(_kernel, "minBuffer", minDataBuffer);
        computeShader.SetBuffer(_kernel, "maxBuffer", maxDataBuffer);
        computeShader.SetBuffer(_kernel, "mask", maskBuffer);

        computeShader.Dispatch(_kernel, 212, 1, 1);
    }

Answer 1

在您的情况下，您不处理数据竞争，因此多个线程可以在同一位置写入。

为了确保您的写入是原子的，您需要使用互锁函数。这些仅适用于 uint，但在您的情况下(假设深度数据始终> 0)，float 的二进制比较将匹配它们的值的比较。

这是修改后的着色器:

#pragma kernel ComputeBoundingBox

#define thread_group_size_x 1024
#define thread_group_size_y 1
#define thread_group_size_z 1
//Size of the depthData picture
#define width 512;
#define height 424;

//DataBuffer = depthData of the camera
//minBuffer, maxBuffer, array of size 3 with min/max x, y and z
//mask = image area to process
StructuredBuffer<float> dataBuffer;
RWStructuredBuffer<float>minBuffer;
RWStructuredBuffer<float> maxBuffer;
StructuredBuffer<float> mask;

[numthreads(thread_group_size_x, thread_group_size_y, thread_group_size_z)]
void ComputeBoundingBox(uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
    //xValue and yValue = [X,Y] index in 2D
    //zValue = depthValue of [X,Y] index
    uint xValue = (id.x + 1) % width;
    uint yValue = (id.x + 1) / width;
    uint zValue = asuint(dataBuffer[id.x]);

    if (mask[id.x] > 0.49)
    {
        if (zValue > 500 && zValue < 1500)
        {
             uint oldValue;
             InterlockedMin(minBuffer[0],xValue,oldValue); 
             InterlockedMax(maxBuffer[0],xValue,oldValue); 

             InterlockedMin(minBuffer[1],yValue,oldValue); 
             InterlockedMax(maxBuffer[1],yValue,oldValue);

             InterlockedMin(minBuffer[2],zValue,oldValue); 
             InterlockedMax(maxBuffer[2],zValue,oldValue);
        }
    }
}

我也将 dataBuffer 和 mask 指定为 StructuredBuffer(因为您只读取这些内容，因此将它们绑定(bind)起来通常会更快)。

此外，您还需要确保首先使用合适的值清除最小/最大缓冲区(即在调用该着色器之前)。

这可以通过一个简单的计算着色器来完成(调度单个线程):

RWStructuredBuffer<float> minBuffer;
RWStructuredBuffer<float> maxBuffer;

[numthreads(1, 1, 1)]
void ClearBuffers(uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
     uint maxUint = 0xffffffff;
     uint minUint = 0;
     minBuffer[0]= asfloat(maxUint);
     minBuffer[1]= asfloat(maxUint);
     minBuffer[2]= asfloat(maxUint);

     maxBuffer[0]= asfloat(minUint);
     maxBuffer[1]= asfloat(minUint);
     maxBuffer[2]= asfloat(minUint);
}

请注意，在这种情况下 uint/float 别名将起作用，因此您无需执行任何转换。