Сергей Ваткин - DirectX 8. Начинаем работу с DirectX Graphics

#include

#include

#include

static float _0_47 = 0.47f;

static float _1_47 = 1.47f;

float__fastcall ulrsqrt(float x) {

DWORD y;

float r;

_asm {

mov eax, 07F000000h+03F800000h // (ONE_AS_INTEGER<<1) + ONE_AS_INTEGER

sub eax, x

sar eax, 1

mov y, eax // y

fld _0_47 // 0.47

fmul DWORD PTR x // x*0.47

fld DWORD PTR y

fld st(0) // y y x*0.47

fmul st(0), st(1) // y*y y x*0.47

fld _1_47 // 1.47 y*y y x*0.47

fxch st(3) // x*0.47 y*y y 1.47

fmulp st(1), st(0) // x*0.47*y*y y 1.47

fsubp st(2), st(0) // y 1.47-x*0.47*y*y

fmulp st(1), st(0) // result

fstp y

and y, 07FFFFFFFh

}

r = *( float *)&y;

// optional

r = (3.0f - x * (r * r)) * r * 0.5f; // remove for low accuracy

return r;

}

/*

sqrt(x) = x / sqrt(x)

*/

float __fastcall ulsqrt(float x) {

return x * ulrsqrt(x);

}

3 Нормализация векторов. Обычно делают неправильно, но сначала код:

//Обычно делают так:

void normaliseNormalise(Vector *v) {

float L, L_squared, one_over_L;

L_squared = (v->x * v->x) + (v->y * v->y) + (v->z * v->z);

L = sqrt(L_squared);

one_over_L = 1.0 / L;

v->x = v->x * one_over_L;

v->y = v->y * one_over_L;

v->z = v->z * one_over_L;

}

// А можно так:

#define ONE_AS_INTEGER ((DWORD)(0x3F800000))

float __fastcall InvSqrt(const float & x) {

DWORD tmp = ((ONE_AS_INTEGER << 1) + ONE_AS_INTEGER - *(DWORD*)&x) >> 1;

float y = *(float*)&tmp;

return y * (1.47f - 0.47f * x * y * y);

}

void Normalise(Vector *v) {

float L_squared, one_over_L;

L_squared = (v->x * v->x) + (v->y * v->y) + (v->z * v->z);

one_over_L = InvSqrt(L_squared);

v->x = v->x * one_over_L;

v->y = v->y * one_over_L;

v->z = v->z * one_over_L;

}

По-моему комментарии излишни :).

4 Разворачивание циклов

Обычно циклы разворачиваются. Наша цель максимально эффективно использовать кэш процессора, поэтому слишком глубокого разворачивания не нужно, достаточно повторений в цикле.

Для этого используем макросы, но оставляем возможность переключится на функции и не развернутые циклы для отладки (Отладка развернутых циклов сложна и неинформативна).

Опасайтесь разбухания кода!

Измеряйте производительность кода постоянно, причем желательно вести базу данных, в которой будут указываться не только изменения в коде, но и изменения в производительности. Особенно такие базы полезны при работе с несколькими программистами графического ядра приложения.

Благодатная тема для описания, существует огромное количество способов сделать неправильно и один способ сделать правильно (Это заявление не относится к операционной системе Windows, для нее правильнее другое: Существует огромное количество способов сделать правильно, но они устарели и их лучше не использовать, а самый лучший способ — это как раз тот, в который мы недавно добавили большое количество NOP'ов и он работает как раз так, чтобы чуть-чуть тормозить на средней системе :)).

DirectX 8 и, в частности, Direct3D8 - это безусловно самая лучшая разработка Корпорации (ведь мы уже смело можем ТАК ее называть).

Итак, следуйте следующим указаниям:

1. Не используйте "тяжелые" функции в цикле рендеринга. Всегда функции

ValidateDevice(), CreateVB(), CreateIB(), DestroyVB(), Optimize(), Clone(), CreateStateBlock(), AssembleVertexShader()

помещайте в загрузку сцены и НИКОГДА в цикл рендеринга приложения. Создание буфера вершин может занять до 100 ms!

2. Использование DrawPrimitiveUP() является ошибкой, вызывает задержки в работе процессора и всегда вызывает дополнительное копирование вершин.

3. Не позволяйте художникам контролировать ваш код. Если вам необходимо рисовать по 200+ вершин за проход, то геометрия должна удовлетворять этому требованию. Позволите себе рисовать по 2 вершины за вызов — и вы ТРУП :(.

4. Сортируйте по текстурам и по шейдерам. Если сложно сортировать по обоим параметрам, используйте кэширование. Создаем большую текстуру 4K×4K, в нее копируем текстуры, используемые в сцене, подправляем текстурные координаты геометрии и рисуем большой кусок с одной текстурой сортированный по шейдерам. Либо готовим геометрию таким образом, чтобы это кэширование не требовалось.

5. Стараемся использовать как можно меньшее количество буферов вершин. Смена буфера очень "тяжелая" операция и дорого нам стоит. Поэтому

6. Загружаем модели в сцене в минимальное количество буферов.

7. Используем минимальное количество разновидностей FVF, если возможно — то один общий FVF (Максимального размера).

8. Доступ к буферу асинхронный, поэтому мы можем одновременно рисовать модель из одной части буфера и изменять значения в другой.

9. Всегда считайте данные в видеокарте, как доступные только для записи.

10. Если вам необходимо восстанавливать состояние буфера, храните две копии.

11. Если вы обновляете данные в буфере каждый фрейм, используйте динамические буферы вершин.

12. Старайтесь вместо динамического буфера использовать статический буфер, анимированный шейдером.

13. Разделяйте буфер на потоки, если вам необходимо обновлять только часть информации, и.

14. Всегда обновляйте данные подряд. (процессор передает данные по 32 байта, 64 байта — Pentium IV).

15. Старайтесь использовать кэш вершин видеокарты. Если данные в кэше они не пересчитываются (экономится T&L шаг).

16. Всегда старайтесь использовать FVF кратный 32 байтам.

17. Не используйте примитивы высокого уровня — NVIDIA признает, что это рекламный ход и рекомендует подождать карт смещения (Displacement maps в DirectX9).

18. Производите грубое отсечение частей, не попадающих на экран, и не посылайте их в видеокарту (CPU или ProcessVertices).

19. Рисуйте за раз не менее, чем по 200+ вершин. См. иллюстрации в конце статьи.

20. Всегда используйте индексированный рендеринг. Это единственный случай, когда используется кэширование в кэш вершин видеокарты.

21. Отдавайте предпочтение Indexed Strips, после этого Indexed Lists, после этого Indexed Fans. Грамотное использование Indexed Strips может дать большой прирост скорости (кэш + отсутствие копирования лишней информации). Размер кэша — 18 вершин для GeForce 3/4 Ti, 10 — для GeForce 1/2/4 MX.

22. Для многопроходного рендеринга используйте первый Z-only проход — это экономит расчет следующих проходов.

23. Используйте уровни детализации для всего, чего только возможно — для текстур (для удаленных объектов можно не накладывать Detailed Map), для объектов в части геометрии (количество полигонов) и скиннинга (уменьшаем количество костей (bones) при удалении объекта), отключаем дальние источники освещения, отключаем туман для объектов, на которых он не сказывается.

24. Всегда отдавайте предпочтение большему разрешению перед FSAA (Full Scene Antialiasing) — это бесплатный антиалиазинг.

25. Попробуйте уменьшить размер вершины. Например, позволяйте вершинным шейдерам генерировать компоненты вершины. Сжимайте компоненты и используйте вершинные шейдеры для декомпрессии.