計算着色器輸入浮點數3d數組

Question

編寫計算着色器以用於Unity 4.我試圖獲得3d噪聲。

我們的目標是從我的C＃代碼中獲取一個multidiminsional float3數組到我的計算着色器。這可能是直接的（使用某種聲明）還是隻能使用Texture3D對象來實現？

我目前有一個工作在單個float3點上的單工噪聲的實現，輸出一個float -1到1.我移植了計算着色器的代碼here。

我想通過將噪聲操作應用於數組中的每個float3點來擴展它以工作在float3的3D數組上（我假設在C＃中最接近的比較將是Vector3[,,]）。

我已經嘗試了一些其他的東西，但他們感到奇怪，完全錯過了使用並行方法的觀點。以上是我想象的應該看起來像。

我也設法得到Scrawk's實現作爲頂點着色器工作。 Scrawk使用Texture3D將3D float4數組添加到着色器中。但我無法從紋理中提取浮線。計算着色器是如何工作的？依靠紋理？我可能忽略了有關從紋理中獲取值的問題。這似乎是這個用戶在this post中獲取數據的方式。類似的問題，我的，但不是我正在尋找。

新增了一般的着色器，我覺得我錯過了一些關於計算着色器以及它們如何工作的基礎知識。我們的目標是（使用計算着色器（或者任何着色器最適合這種工作），使用推進立方體到GPU上進行噪聲生成和網格計算（我相信你已經猜到了）。

約束是統一4.

的免費試用版下面是我使用的C＃代碼的骨架：

int volumeSize = 16; 
    compute.SetInt ("simplexSeed", 10); 

    // This will be a float[,,] array with our density values. 
    ComputeBuffer output = new ComputeBuffer (/*s ize goes here, no idea */, 16); 
    compute.SetBuffer (compute.FindKernel ("CSMain"), "Output", output); 

    // Buffer filled with float3[,,] equivalent, what ever that is in C#. Also what is 'Stride'? 
    // Haven't found anything exactly clear. I think it's the size of basic datatype we're using in the buffer? 
    ComputeBuffer voxelPositions = new ComputeBuffer (/* size goes here, no idea */, 16); 
    compute.SetBuffer (compute.FindKernel ("CSMain"), "VoxelPos", voxelPositions);  


    compute.Dispatch(0,16,16,16); 
    float[,,] res = new float[volumeSize, volumeSize, volumeSize]; 

    output.GetData(res); // <=== populated with float density values 

    MarchingCubes.DoStuff(res); // <=== The goal (Obviously not implemented yet) 

而這裏的計算着色器

#pragma kernel CSMain 

uniform int simplexSeed; 
RWStructuredBuffer<float3[,,]> VoxelPos; // I know these won't work, but it's what I'm trying 
RWStructuredBuffer<float[,,]> Output;  // to get in there. 

float simplexNoise(float3 input) 
{ 
    /* ... A bunch of awesome stuff the pastebin guy did ...*/ 

    return noise; 
} 

/** A bunch of other awesome stuff to support the simplexNoise function **/ 
/* .... */ 

/* Here's the entry point, with my (supposedly) supplied input kicking things off */ 
[numthreads(16,16,16)] // <== Not sure if this thread count is correct? 
void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID) 
{ 
    Output[id.xyz] = simplexNoise(VoxelPos.xyz); // Where the action starts.  
} 

Answer 1

通常你會使用噪音來生成像高度圖一樣的東西......你的意圖是在這裏嗎？ 它看起來像我正在爲陣列中的每個點生成一個值。

我在這裏有一個圖像，我在這裏從一個體素引擎（16 x 16 x 16體素）中獲取一塊，併爲所有點生成噪聲值。

鑑於我應該做的是讓這是一個二維問題。 一些seudo CPU代碼可能是這個樣子......

for(x) 
    for(z) 
    fill all voxels below (GenerateY(x,z)) 

基於我的假設是正確的，我會說，你可能有你的shader錯例如...

這將嘗試運行16× 16 x 16線程遠遠超過1024組線程限制，您可以擁有無​​限制的組，但每個組可以不超過1024個線程。

[numthreads(16,16,16)] // <== Not sure if this thread count is correct? 

什麼，我認爲你需要的是更多的東西一樣[numthreads（16,1,16）上運行點的16×16格噪音的功能，並提高每個點上漲噪聲x maxHeight量給你你想要的點。

您的調度呼叫會是這個樣子......

compute.Dispatch(0,1,0,0); 

...這將導致一個線程組中的16×16點產生高度映射值。 一旦你到達那裏，你可以擴大規模。

所有這些與您提到的進行立方體相結合，表明您正在做同樣的事情，在GPU上構建一個體素引擎，其中原始體素數據在GPU ram中生成，然後由其生成網格。

我有這部分的過程破解，難的部分是下一個階段，從生成的體素數組生成一個網格/場景對象。 根據你的方法，你可能會想要真正舒適的射線遊行或AppendBuffers接下來。

祝你好運！

平緩衝區用法：

可以說我想要的128點* 128點* 128點的體素陣列和塊是32×32×32分體素的話，我做到這一點？

//cpu code 
var size = 128*128*128; 
var stride = sizeof(float); 
ComputeBuffer output = new ComputeBuffer (size, stride); 
computeShader.SetBuffer (0, "voxels", output); 
computeshader.Dispatch(0, 4,4,4); 

//gpu code 
#pragma kernel compute 
RWStructuredBuffer<float> voxels; 

[numthreads(32,1,32)] // group is your chunk index, thread is you voxel within the chunk 
void compute (uint3 threadId : SV_GroupThreadID, uint3 groupId : SV_GroupID) 
{ 
    uint3 threadIndex = groupId * uint3(32, 1, 32) + threadId; 
    //TODO: implement any marching cubes/dual contouring functions in 
    //  here somewhere 
    uint3 endIndex = uint(32, 0, 32) + threadIndex; 

    float height = Noise(); 
    int voxelPos = voxPos.x+ voxPos.y*size+voxPos.z*size*size; 

    // chunks are 32 * 32 blocks of columns the whole height of the volume 
    for(int y = threadIndex.y; y < endIndex.y; y++) 
    { 
     if(y < height) 
     { 
     voxels[voxelPos] = 1; // fill this voxel 
     } 
      else 
      { 
       voxels[voxelPos] = 0; // dont fill this voxel 
      } 
    } 

這應該（儘管這些都來自我頭腦中的內存，所以它可能不會被發現）128×128×128像素陣列在GPU上的一個緩衝區中，其中包含「terrain like」之類的東西。

我想你可以從那裏拿它來做你所需要的，如果你的噪聲函數傳遞了threadIndex（體素位置）的xyz值，你可能會在計算着色器中刪除「if」。

讓我知道如果你找到一個簡單的方法來解決這個問題，這是我仍然在自己的工作。

我的代碼工作（以及幾乎）這樣的事情...

組件開始...... 調用計算到根素緩衝。 調用compute來從voxelbuffer生成頂點緩衝區。

平局（每幀）... 渲染材料

Answer 2

使用1D緩衝器，索引它，就好像3D，通過特殊的索引頂點緩衝器，對CPU & GPU。

還有只有 HLSL中的一維緩衝區。 使用函數/公式將N維（如3D或2D）索引向量轉換爲您用來索引到1D數組的一維向量。

如果我們有一個3D陣列索引[z][y][x]（見腳註＃1爲什麼），並創建了一個array[Z_MAX][Y_MAX][X_MAX]，我們可以把這個[z][y][x]成線性索引[i]。

下面是它如何做...

想象一下，你已經切成從上到下片（所以它堆積起來就像硬幣的堆棧），其中xy是每層/片，運行塊沿着垂直軸線z。現在對於z（向上）的每個增量，我們知道我們已經有x (width) * y (height)個元素。總而言之，我們需要增加我們在當前2D片段中走過的數量：對於y（其中從左到右的行中的元素進行計數）中的每一步，我們知道我們已經考慮了x (width)個元素，所以添加總數。然後，我們有當前行中的步數，即x，將其添加到總數。你現在有一個一維索引。

i = z * (Y_MAX * X_MAX) + y * (X_MAX) + x; //you may need to use "*_MAX - 1" instead

腳註＃1我不使用統一的，因爲它更容易通過交換y和z來解釋這裏的座標系。 在這種情況下，[z][y][x]索引可防止跳過所有內存;見this article。統一將換爲[z][y][x][y][z][x]（在鋪設了同樣的方式切片主要工作。）

腳註＃2這個原則與uint3 threadID : SV_GroupThreadID和uint3 groupID : SV_GroupID相比正是uint3 id : SV_DispatchThreadID一樣。請參閱文檔：

SV_DispatchThreadID是SV_GroupID * numthreads和GroupThreadID的總和。

...因此，請在可能的情況下使用此代替給定程序的結構。

腳註＃3這與在C語言中實現N維索引的方式一樣。