opengl - dFdxFine 和 dFdxCoarse 的区别

Question

从 OpenGL 文档:

dFdxFine and dFdyFine calculate derivatives using local differencing based on on the value of p for the current fragment and its immediate neighbor(s).

dFdxCoarse and dFdyCoarse calculate derivatives using local differencing based on the value of p for the current fragment's neighbors, and will possibly, but not necessarily, include the value for the current fragment. That is, over a given area, the implementation can compute derivatives in fewer unique locations than would be allowed for the corresponding dFdxFine and dFdyFine functions.

它们之间的区别是什么？我什么时候应该关心？

我知道两者都计算关于窗口坐标的值的导数，但我不明白用于计算它们的方法。

我猜它们都是在硬件中实现的，但是你能发布一个 dFdx 伪代码实现吗？

Answer 1

从 GLSL 规范:

It is typical to consider a 2x2 square of fragments or samples, and compute independent dFdxFine per row and independent dFdyFine per column, while computing only a single dFdxCoarse and a single dFdyCoarse for the entire 2x2 square.

基本上计算导数的方式是通过数值微分。为简单起见，假设我们正在渲染到单采样帧缓冲区，并假设我们要计算 dFdx(a) .然后通常会同时着色一个 2x2 正方形的相邻片段(即在同一工作组内):

    a00  a10
    a01  a11

从概念上讲，所有着色器调用都将计算它们的值 a ，将其写入共享内存，并发出屏障。然后在障碍之后，导数可以近似为:

dFdxFine(a) = (a10 - a00)/dx       at xy = 00, 10
dFdxFine(a) = (a11 - a01)/dx       at xy = 01, 11

对于粗导数，规范明确允许仅计算整个 2x2 像素块的一个导数。因此，符合要求的实现也可以计算:

dFdxCoarse(a) = (a10 - a00)/dx     at xy = 00, 10, 01, 11

两者在性能上是否存在差异取决于硬件。如果它们确实在您的硬件上返回不同的结果，那么“粗略”版本应该更快。但是，通常您不应该关心这些功能。只需使用 dFdx和 dFdy变体，使用实现默认变体(细或粗)。