osg.DispatchCompute
是 OpenSceneGraph(OSG)中的一个类,用于在 GPU 上执行计算着色器,从而实现并行计算。
在计算机图形学中,GPU 的主要任务是渲染三维图形。然而,GPU 同样也可以用来执行通用计算任务,并且在某些情况下,GPU 甚至可以比 CPU 更为高效地执行某些计算任务。为了利用 GPU 的并行计算能力,需要使用 GPU 计算着色器进行通用计算,而 osg.DispatchCompute
正是用来执行这项任务的。
在使用 osg.DispatchCompute
前,需要先创建计算着色器。计算着色器是一种在 GPU 上执行的着色器,主要用于执行通用计算任务,比如矩阵乘法、图像处理等等。计算着色器的编写方式与传统的渲染着色器略有不同,需要使用 GLSL Compute Shader 语言进行编写。
创建计算着色器后,需要将其与 osg.DispatchCompute
相关联。可以使用 osg::Program
类的 addShader
方法将计算着色器添加到一个程序对象中,然后将该程序对象设置为 osg.DispatchCompute
的成员变量。
// 创建计算着色器
std::string computeShaderSource = "...";
osg::Shader* computeShader = new osg::Shader(osg::Shader::COMPUTE_SHADER, computeShaderSource);
// 创建程序对象
osg::Program* program = new osg::Program;
program->addShader(computeShader);
// 设置计算着色器
osg::ref_ptr<osg::DispatchCompute> dispatchCompute = new osg::DispatchCompute;
dispatchCompute->setProgram(program);
在使用 osg.DispatchCompute
执行计算着色器前,还需要设置工作组大小。工作组是计算着色器的最小执行单位,可以将其看作是一个小型的并行计算环境。在计算着色器中,可以通过内置的变量 gl_WorkGroupSize
获取工作组大小。
可以使用 osg.DispatchCompute
类的 setNumWorkGroups
和 setWorkGroupSize
方法来设置工作组数量和工作组大小。setNumWorkGroups
方法用于设置要执行的工作组数量,而 setWorkGroupSize
方法用于设置每个工作组的大小。
// 设置工作组大小
dispatchCompute->setNumWorkGroups(numWorkGroupsX, numWorkGroupsY, numWorkGroupsZ);
dispatchCompute->setWorkGroupSize(workGroupSizeX, workGroupSizeY, workGroupSizeZ);
设置好计算着色器和工作组大小后,即可使用 osg.DispatchCompute
执行计算着色器了。使用 osg::Geometry
对象作为输入数据源,将其作为 osg.DispatchCompute
的输入数据。
// 执行计算着色器
osg::ref_ptr<osg::Geometry> inputGeometry = ...;
dispatchCompute->dispatch(inputGeometry);
以下示例展示了如何使用 osg.DispatchCompute
执行简单的计算任务。计算着色器使用了内置变量 gl_GlobalInvocationID
计算数组索引,并对数组中的每个元素加 1。最终,计算着色器将结果存储在一个输出缓冲区中。在示例中,我们使用了一个只包含 4 个元素的输入缓冲区,每个元素使用一个浮点数表示。输出缓冲区的大小与输入缓冲区相同。
// 创建计算着色器
std::string computeShaderSource = R"(
#version 430
layout(local_size_x = 1, local_size_y = 1, local_size_z = 1) in;
layout(std430, binding = 0) buffer InputBuffer {
float data[];
};
layout(std430, binding = 1) buffer OutputBuffer {
float result[];
};
void main() {
uint index = gl_GlobalInvocationID.x;
result[index] = data[index] + 1.0;
}
)";
osg::Shader* computeShader = new osg::Shader(osg::Shader::COMPUTE_SHADER, computeShaderSource);
osg::Program* program = new osg::Program;
program->addShader(computeShader);
// 创建输入缓冲区
float inputData[4] = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> inputArray = new osg::Vec4Array;
inputArray->reserve(4);
inputArray->push_back(osg::Vec4(inputData[0], inputData[1], inputData[2], inputData[3]));
osg::ref_ptr<osg::Geometry> inputGeometry = new osg::Geometry;
inputGeometry->setVertexArray(inputArray);
// 创建输出缓冲区
float* outputData = new float[4];
osg::ref_ptr<osg::FloatArray> outputArray = new osg::FloatArray;
outputArray->setDataPointer(outputData, 4, osg::Array::BIND_PER_VERTEX);
osg::ref_ptr<osg::Geometry> outputGeometry = new osg::Geometry;
outputGeometry->setVertexArray(outputArray);
osg::ref_ptr<osg::DispatchCompute> dispatchCompute = new osg::DispatchCompute;
dispatchCompute->setProgram(program);
dispatchCompute->setNumWorkGroups(4, 1, 1);
dispatchCompute->setWorkGroupSize(1, 1, 1);
dispatchCompute->dispatch(inputGeometry);