opengl-es - GLSL 优化 : check if variable is within range

Question

在我的着色器中，我有变量 b，需要确定它位于哪个范围内，并从该范围内将正确的值分配给变量 a。我最终得到了很多 if 语句:

    float a = const1;

    if (b >= 2.0 && b < 4.0) {
        a = const2;
    } else if (b >= 4.0 && b < 6.0) {
        a = const3;
    } else if (b >= 6.0 && b < 8.0) {
        a = const4;
    } else if (b >= 8.0) {
        a = const5;
    }

我的问题是这会导致性能问题(分支)吗？我该如何优化它？我查看了 step 和 smoothstep 函数，但还没有找到实现此目的的好方法。

Answer 1

要解决所描述的问题并避免分支通常的技术是找到一系列数学函数，每个条件一个，对于除变量满足的条件之外的所有条件，其计算结果为 0。我们可以使用这些函数作为增益来建立一个总和，每次都评估为正确的值。在这种情况下，条件是简单的区间，所以使用阶跃函数我们可以编写:

x in [a,b] as step(a,x)*step(x,b) (注意 x 和 b 的反转得到 x<=b)

或者

x in [a,b[ as step(a,x)-step(x,b) 如另一篇文章所述:GLSL point inside box test

使用这种技术我们得到:

float a = (step(x,2.0)-((step(2.0,x)*step(x,2.0)))*const1 + 
                (step(2.0,x)-step(4.0,x))*const2 + 
                (step(4.0,x)-step(6.0,x))*const3 + 
                (step(6.0,x)-step(8.0,x))*const4 + 
                step(8.0,x)*const5

这适用于一般不相交的间隔，但对于本问题中的阶梯或楼梯函数，我们可以将其简化为:

float a = const1 + step(2.0,x)*(const2-const1) +
                   step(4.0,x)*(const3-const2) +
                   step(6.0,x)*(const4-const3) +
                   step(8.0,x)*(const5-const4)

我们也可以使用'bool conversion to float'来表达我们的条件，例如step(8.0,x)*(const5-const4)等价于 float(x>=8.0)*(const5-const4)