opengl - Shader的功能参数表现

Question

我试图了解如何在着色器语言中实现传递参数。

我已经阅读了几篇文章和文档，但仍然有一些疑问。特别是，我试图理解与 C++ 函数调用的差异，特别强调性能。

HLSL,Cg 和 GLSL 之间略有差异，但我猜下划线的实现非常相似。

到目前为止我所理解的:

• 除非另有说明，函数参数始终按值传递(即使对于矩阵也是如此吗？)
• 在此上下文中按值传递与 C++ 具有不同的含义。不支持递归，因此不使用堆栈，并且大多数函数都是内联的，参数直接放入寄存器中。
• 函数通常默认内联 (HLSL)，或者至少编译器始终遵循内联关键字 (Cg)

以上考虑是否正确？

现在有2个具体问题:

1. 将矩阵作为函数参数传递

   内联 float4 DoSomething(在 Mat4x4 mat 中，在 float3 vec 中){...}

考虑到上面的函数，在 C++ 中这会很糟糕，并且使用引用肯定会更好:const Mat4x4&。

着色器怎么样？这是一个不好的方法吗？我读到，例如 inout 限定符可用于通过引用传递矩阵，但实际上它暗示该矩阵由被调用的函数修改。

数字(和参数类型)有什么含义吗？例如，是否更好地使用具有有限参数集的函数？或者避免传递矩阵？inout 修饰符是提高性能的有效方法吗？如果是这样，有人知道典型的编译器如何实现这个吗？

HLSL 和 GLSL 在这方面有什么区别吗？有人对此有任何提示吗？

Answer 1

根据规范，值总是被复制。对于 in 参数，在调用时复制，对于 out 参数在返回时复制，对于 inout 参数在调用和返回时复制。

用规范语言(GLSL 4.50，第 6.1.1 节“函数调用约定”):

All arguments are evaluated at call time, exactly once, in order, from left to right. Evaluation of an in parameter results in a value that is copied to the formal parameter. Evaluation of an out parameter results in an l-value that is used to copy out a value when the function returns. Evaluation of an inout parameter results in both a value and an l-value; the value is copied to the formal parameter at call time and the lvalue is used to copy out a value when the function returns.

实现当然可以自由地优化任何它想要的东西，只要结果与记录的行为相同即可。但我认为您不能指望它以任何特定的方式工作。

例如，通过引用传递所有 inout 参数将不会被保存。假设您有以下代码:

vec4 Foo(inout mat4 mat1, inout mat4 mat2) {
    mat1 = mat4(0.0);
    mat2 = mat4(1.0);
    return mat1 * vec4(1.0);
}

mat4 myMat;
vec4 res = Foo(myMat, myMat);

正确的结果是包含所有 0.0 分量的向量。如果参数通过引用传递，则 Foo() 内的 mat1 和 mat2 将为同一矩阵别名。这意味着对 mat2 的赋值也会更改 mat1 的值，结果是一个包含所有 1.0 分量的向量。这是错误的。

这当然是一个非常人为的示例，但优化必须有选择性才能在所有情况下正确工作。