ddx (hlsl)는 실제로 무엇을합니까?

조금 혼란 스러워요. 공식 문서 ( http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/bb509588(v=vs.85).aspx )에 따르면 ddx (input)은 입력과 관련하여 부분적으로 파생 된 것입니다 "화면 공간 x 좌표"

내 미적분은 괜찮지 만 입력이 무엇인지 어떻게 알 수 있습니까? 함수에 전달하면 어떻게 될지 상상할 수 있지만 숫자의 미분은 항상 0입니다 ...?

스케일링입니까? 예를 들어, 이것은이 거리에서 크기의 10 분의 1로 스케일링되어 1 분의 1을 반환합니까? 그러나 입력이 필요하지 않습니다 ...

누군가 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 간단한 설명을 해 줄 수 있습니까?

hlsl

— 리차드 라스트
소스

ddx그리고 ddy당신이 스스로 할 수없는 마법을한다. 픽셀 셰이더 내에서 얻을 수없는 래스터 화 파이프 라인의 추가 정보에 액세스 할 수 있습니다. 어떤 수식을 사용하는지 정확히 모르겠습니다. 나는 그들이 추정 기술을 사용한다고 믿게되었지만 확실하지 않습니다.

— Sean Middleditch

매우 이상하지만 여전히 그렇습니다. ddx (5)는 실제로 무엇을 나타 냅니까? .1이라고하면 어떻게 해석해야합니까? 아니면 -6?

— Richard Rast

ddx(5)무의미합니다. 입력 값과 함께 사용하면 블록의 인접 픽셀과 관련하여 해당 값의 미분을 제공합니다. 다시 말하지만, 얼마나 정확하게 값을 계산하는지는 모르지만 입력되지 않은 파생 값을 요구하는 것은 정의되지 않은 동작 일뿐 아니라 쓰레기를 생성 할 수 있습니다. 내가 제공 할 수있는 것보다 자세한 내용 은 fgiesen.wordpress.com/2011/07/10/… 을 참조하십시오 .

— Sean Middleditch

확실하지는 않지만 HLSL 컴파일러가 실제로 ddx / ddy에 전달하는 식을 완전히 상징적으로 구별하고 있다는 것이 잘 될 수 있습니다. blogs.msdn.com/b/chuckw/archive/2011/03/08/… research.microsoft.com/pubs/146019/…

— Ziriax

무엇을합니까? 만 분명히 약간 합리적인 것.

— MickLH

내부적으로 GPU는 한 번에 하나의 픽셀 쉐이더 인스턴스를 실행하지 않습니다. 최고의 세분성 수준에서 SIMD 아키텍처를 사용하여 항상 동시에 32-64 픽셀을 실행합니다. 이 범위 내에서 픽셀은 2x2 쿼드로 추가 구성되므로 SIMD 벡터에서 4 개의 연속 픽셀 그룹은 화면의 2x2 픽셀 블록에 해당합니다.

파생은 쿼드의 픽셀 간 차이를 계산하여 계산됩니다. 예를 들어, ddx오른쪽의 값에서 쿼드 왼쪽의 픽셀 값을 ddy빼고 위쪽 픽셀에서 아래쪽 픽셀을 뺍니다. 그런 다음 차이를 쿼드의 4 개 픽셀 모두에 대한 미분으로 반환 할 수 있습니다.

픽셀 셰이더가 SIMD에서 실행 중이므로 해당 값이 쿼드의 모든 픽셀에 대해 동일한 레지스터에 동시에 보장됩니다. 그래서 어떤 표현이나 넣어 값 ddx또는 ddy상기 한 바와 같이,이 쿼드의 네 픽셀 단위로 평가됩니다 후 다른 픽셀의 값을 뺀.

따라서 상수 값의 미분을 취하면 4 개의 픽셀 모두에서 동일한 상수 값이기 때문에 (미적분학에서 알 수 있듯이) 영점을 얻습니다.

또한 "거친"및 "미세한"파생물 인 ddx_coarse/ ddy_coarse및 ddx_fine/가 ddy_fine있습니다. 차이점에 대한 설명은 여기에 있습니다 . 일반 버전의 일반 ddx/ ddy별칭입니다.

BTW,이 기능이 존재하는 이유는 밉맵 선택 및 이방성 필터링을 수행하기 위해 GPU가 내부적으로 파생 된 텍스처 좌표를 가져야하기 때문입니다. 하드웨어에는 어쨌든 기능이 필요하기 때문에 (쉐이더에서 텍스처 좌표에 임의의 표현을 사용할 수 있음)이를 셰이더 프로그래머에게 직접 노출시키는 것도 쉬웠습니다.

— 나단 리드
소스

+1; 텍스처에 섭동 효과를 적용 할 때 유용한 것으로 나타났습니다. 교란 된 texcoords는 약간의 색상 왜곡을 주지만, 원래의 교란되지 않은 texcoords의 파생물과 함께 tex2Dgrad를 사용하면 왜곡되지 않은 결과를 얻었습니다.

— Maximus Minimus

좋아, 몇 가지 생각 후에 나는 내 혼란을 알아 낸 것 같아요. 제 생각 ddx에는 전통적인 프로그래밍 언어에서 다른 모든 기능과 같이 작동합니다. 입력을 평가하여 부동 소수 점수로 바꾸고 나서 외부 함수 ( ddx)를 수행하십시오. 그러나 이것은 다릅니다-입력 문자열을 가져 와서 여러 곳에서 평가하고 미분을 계산하고 결과를보고합니다. 그게 맞습니까?

— Richard Rast

@RichardRast 맞아. value 대신 전달 ddx하는 표현식 을 조작하는 것으로 생각할 수 있습니다 .

— Nathan Reed

그러나 문서에 있어야 할 정도로 이상합니다. 나는 프로그래밍 생활에서 그럴 때가 아니라고 생각할 수있다.

— Richard Rast

Nathan Reed는 GPU가 밉맵 선택에이 기능을 사용한다고 언급했습니다. 또한이를 사용하여 GPU가 원하는 밉맵 레벨을 선택하거나 아티팩트가 잘못된 밉 레벨 선택을 방지하도록 할 수 있습니다. 이 프로세스는 Shader X3의 163 및 164 페이지에 설명되어 있습니다.

— JamesHoux