转帖：以开发者视角深入解析，PS4的改变及其未来

Hiro3D

引用第26楼忧郁的lc于2013-05-01 15:23发表的  :




但是大部分实用的shadow map算法，都不是直接拿深度缓冲，而是经过PS处理后的数据
.......

这里说的shadowmap只是指在lighting space里得到的那张depth texture。因为只需要depth，所以PS确实只是走个过场。然后在后续计算shadow的pass里使用这张depth texture，至于你是poisson noise，PCF，还是ESM等等都是后话。

roadcross

引用第38楼鸡蛋灌饼于2013-05-02 01:28发表的  :

谁艹谁啊……
PS4被艹太正常了，处理器不行，农企的OpenGL实现又出名的烂，UE4测OpenGL总没DX测得多。怎么说都赢不了

ps4还没实机，早期开发机运行的东西你觉得能算数？
而且sony什么时候直接用过opengl

Hiro3D

引用第39楼roadcross于2013-05-02 10:04发表的  :

hlsl我不懂，但是NV的Cg的shadowmap demo也是直接用深度纹理，tex2Dproj可以直接访问深度纹理，这函数在hlsl里也可以这么做
锯齿问题显然和纹理精度无关，与纹理尺寸有关，与渲染阴影纹理时的投影矩阵范围有关
方差阴影贴图和普通的阴影贴图差别很大，不能一概而论，而且这东西的漏光问题不是一般的要命，而且浮点纹理的开销

尺寸跟精度都有关啊。。。
depth texture的尺寸导致的锯齿就是pixel 跟 texel的比例相差太大，另外depth精度也会导致aliasing,比如shadow acne。

最后吐个槽，这个其实跟用啥shader 语言没啥关系。。。

Hiro3D

引用第27楼鸡蛋灌饼于2013-05-01 16:02发表的  :

从硬件角度来看没什么“不可避免”一说
图形API瞎JB抽象的后果

。。。不是JB抽象，目前阶段从硬件角度来看render pipeline里面PS是必经的阶段。DX11的compute shader可以输出到buffer里作为终结，但那是通用计算的pipeline

鸡蛋灌饼

引用第43楼Hiro3D于2013-05-02 10:29发表的  :


。。。不是JB抽象，目前阶段从硬件角度来看render pipeline里面PS是必经的阶段。DX11的compute shader可以输出到buffer里作为终结，但那是通用计算的pipeline

别搞笑了，什么“从硬件角度来看render pipeline”，你先确认硬件上真存在这么个pipeline吧

引用第41楼roadcross于2013-05-02 10:11发表的  :

ps4还没实机，早期开发机运行的东西你觉得能算数？
而且sony什么时候直接用过opengl

Sony的那堆以反开发者出名的东西谁没事研究它啊

鸡蛋灌饼

绕开API是先直接和内核打交道的话，DSA什么的不过是一块显存，直接mmap出来用CPU读写都可以
Evergreen系内存操作很繁琐，SI上你还可以蛋碎的直接用BUFFER_LOAD/STORE直接在随便哪个程序里访问内存。

看看指令集手册就知道图形API折腾出多少麻烦事

oz01

color write mask也不能阻止ps
你这个片段要不要discard？ps里改不改深度，gpu是没办法判断的

鸡蛋灌饼

引用第46楼hourousha于2013-05-02 21:29发表的  :
绕开pixel shader直出depth buffer，如果是为了省fillrate和shader power，直接设置color write mask再关闭alpha test不就成了么？别把驱动程序想得那么傻。
如果连同color rendertarget耗费的显存空间都想省，这个ATI也早就支持了。用个fourcc hack format（NULL format）就成了嘛。

PS是必须跑的，参考HD6900 ISA第18页
但如果你直接跟SI硬件打交道的话，有太多的方法可以在其他Shader里面访问DSA了

Hiro3D

引用第45楼鸡蛋灌饼于2013-05-02 18:18发表的  :
绕开API是先直接和内核打交道的话，DSA什么的不过是一块显存，直接mmap出来用CPU读写都可以
Evergreen系内存操作很繁琐，SI上你还可以蛋碎的直接用BUFFER_LOAD/STORE直接在随便哪个程序里访问内存。

看看指令集手册就知道图形API折腾出多少麻烦事

纯粹的蛋疼，绕开API直接和内核打交道当然自由度高。问题是你绕开图形API的话是打算怎么做日常开发呢？所有操作自己实现一遍？那不就是自己山寨一套么，你能做得更好？光会喷有啥用，提不出更好的整套方案，咱就在现实方案的基础上好好讨论呗。
之前说道pipeline我还是在基于DX考虑，没想到你的意思是直接绕过去。。。

囧囧囧

引用第41楼roadcross于2013-05-02 10:11发表的  :

ps4还没实机，早期开发机运行的东西你觉得能算数？
而且sony什么时候直接用过opengl

开发机比实机的性能更强嘛。而且，你能找到比山猫差的cpu？

Hiro3D

引用第46楼hourousha于2013-05-02 21:29发表的  :
绕开pixel shader直出depth buffer，如果是为了省fillrate和shader power，直接设置color write mask再关闭alpha test不就成了么？别把驱动程序想得那么傻。
如果连同color rendertarget耗费的显存空间都想省，这个ATI也早就支持了。用个fourcc hack format（NULL format）就成了嘛。

恩，一般都是会把color write mask跟alpha test关闭的，但是理论上PS还是要跑一遍，所以之前oz01在说PS4能完全跳开PS可以秒杀PC。

Hiro3D

引用第54楼hourousha于2013-05-03 00:56发表的  :

理论上怎么就需要跑一遍呢？即使基于DX这个抽象层考虑，也没这个必然限制，例子就是X360的DX接口组织形式和DX9 for PC有七八成相似，而在不调用任何独有接口（比如BeginZPass）情况下，也可以轻松实现跳过PS的方式。
而且前面都说了double Z时连fragment Attribute interpolater之前的Scan Converter都由于只处理position属性所以吞吐量翻倍，即使想跑PS用什么数据跑啊？

其实，即使要跑一遍，也没想出PS4怎么就秒杀PC了，PS3由于不是Unified Shader所以跳不跳PS无大所谓（填充率带宽才是瓶颈）。比这更BT的功能在X360上都用烂了，比如单周期64 z pixel（8rop + double Z + 4 MSAA ZSample）之类的功能，也没见X360怎么秒杀PC。

因为pipeline要跑完PS再经过output merger才算完，所以理论上是要跑PS的。
话说我也不觉得这个就能秒杀PC。。。

roadcross

引用第49楼hourousha于2013-05-02 21:41发表的  :

所以我后面加了‘关闭alpha test（DX10后被discard代替了）’
还是那话，别把驱动程序想得那么傻，别忘了，若干年以前驱动程序就是可以根据ps输出深度与否，存在discard/texkill与否，决定是否启动early-z cull的。

我突然想到，其实这玩意不就是从NV3X开始的double Z（RSX中称作fastZ，C1中称作double speed mode）吗？本质上就是关闭颜色相关操作从而使从rasterazation（scan converter）开始的吞吐率倍增。在G80/C1之前的显卡，由于不是Unified Shader，所以没多少人关心是否跳过pixel shader，但仔细一想，既然rasterazation都拿来做Z/Stencil相关了，那color运算就成无米之炊了，想执行也没得执行啊。
.......

early-z你得把深度缓冲设只读才有效

引用第51楼囧囧囧于2013-05-03 00:27发表的  :
开发机比实机的性能更强嘛。而且，你能找到比山猫差的cpu？

开发机不是测试机，你似乎搞混了

roadcross

引用第53楼newdasemo于2013-05-03 00:37发表的  :
那么巨硬想再次碾压ps的话该怎样呢？

价格[strike]关键游戏发售时的硬件损坏率[/strike]

roadcross

http://developer.amd.com/wordpre ... et_Architecture.pdf
第18页都自己己去看吧
另外理论都别说了
实际开发的时候那就是另一回事
目前在pc上彻底不存在正常的单独写深度缓存不折腾ps的办法
而且似乎大家对单独深度写入的玩法还不太清楚，可不光是用来渲染shadowmap这么单调

Hiro3D

引用第56楼hourousha于2013-05-03 08:09发表的  :

那个我说，您不会看到在pixel shader stage夹在rasterazation stage和output merger stage之间，于是就认为无论如何一定要跑一个pixel shader吧？

那您告诉我夹在中间的不跑怎么往下走呢？
GS跟tessellation能跳过的，这个大家都知道。但PS能跳过，你确定？

鸡蛋灌饼

引用第50楼Hiro3D于2013-05-03 00:12发表的  :


纯粹的蛋疼，绕开API直接和内核打交道当然自由度高。问题是你绕开图形API的话是打算怎么做日常开发呢？所有操作自己实现一遍？那不就是自己山寨一套么，你能做得更好？光会喷有啥用，提不出更好的整套方案，咱就在现实方案的基础上好好讨论呗。
之前说道pipeline我还是在基于DX考虑，没想到你的意思是直接绕过去。。。

你总不会连我在喷啥都看不出来吧：
OpenGL和DX的抽象很糟糕，不能充分利用现代GPU的硬件

整套方案也有人在做，你以为农企折腾那么久HSA是打算干什么？最早喷DX和OpenGL的也是农企的人。

引用第63楼hourousha于2013-05-03 13:15发表的  :

很简单的问题，通常情况下Z-buffer的值是在PS中计算的吗？对应framebuffer中的位置是在PS中生成的么？
因此不执行PS，怎么就死路一条了？early-z需要fragment的z值与ZBuffer的值决定是否在执行pixelshader之前cull掉fragment，这功能如果按照您的想法那是显然不可实现的不是？
有些功能对于开发人员是透明的，但不代表硬件的执行方式和API里面的流程完全一致，它只要和API里所示流程不发生冲突从而产生预料之外的结果即可，Double Z，或者EarlyZ都是这样。连hack（比如R2VB on DX9，QuadBuffer On pre-DX11.1）都不需要。
Direct to metal的API，比如DX for X360，可以切实决定硬件的运行，因此在那里面SetPixelShader(NULL)即代表无PixelShader执行。在构建于抽象层之上的API，比如DX for PC。它的具体实现有赖于驱动的具体实现，在不同硬件，甚至不同版本驱动，有些功能的内部实现流程可能都不尽相同，但就如同上面说的，诸如‘跳过PS’并非属于和API所述流程相冲突的问题，所以不存在不能实现的情况，前面也举了实际的Double Z的例子。所以关于跳过PS这个东西，退一步讲属于‘软件开发人员无法确定在某个硬件某版驱动上，是否确实跳过了不必要的PS操作’的情况。

别猜了，下套Radeon的ISA好好看看Cayman和SI的Shader是怎么工作的直接就能出结论了。

顺便吐槽下顶楼文章，64个Ring也要拿出来说是创新的话恐怕得被黄老板笑死，这功能人家NV30就有了。

鸡蛋灌饼

引用第65楼hourousha于2013-05-03 17:34发表的  :

我暂时没时间去看这个white paper，主要是这玩艺和对我来说没什么用。
我就想问问，为何一个pixel shader bound的全屏quad的渲染，如果按照Double Z的方式设置（关闭Color Write，关闭Alpha Test，保留Z Write），这种情况下帧率的大幅提升来自于什么？

你不会以为内存访问不算开销的吧

oz01

引用第65楼hourousha于2013-05-03 17:34发表的  :

我暂时没时间去看这个white paper，主要是这玩艺和对我来说没什么用。
我就想问问，为何一个pixel shader bound的全屏quad的渲染，如果按照Double Z的方式设置（关闭Color Write，关闭Alpha Test，保留Z Write），这种情况下帧率的大幅提升来自于什么？

建议试试看在ps里采样100次512*512的无mipmap纹理

pzgr43

GPU根本不需要统一内存寻址啊，人家一直按摩尔定律在玩，两年后光显存就比你PS4整个8GB DRAM大很多了

oz01

引用第69楼pzgr43于2013-05-04 04:52发表的  :
GPU根本不需要统一内存寻址啊，人家一直按摩尔定律在玩，两年后光显存就比你PS4整个8GB DRAM大很多了

@hourousha
@鸡蛋灌饼
@Hiro3D
你们谁来调教一下这位，我已经吐槽无力了

bbtt2007

引用第63楼hourousha于2013-05-03 13:15发表的  :

很简单的问题，通常情况下Z-buffer的值是在PS中计算的吗？对应framebuffer中的位置是在PS中生成的么？
因此不执行PS，怎么就死路一条了？early-z需要fragment的z值与ZBuffer的值决定是否在执行pixelshader之前cull掉fragment，这功能如果按照您的想法那是显然不可实现的不是？
有些功能对于开发人员是透明的，但不代表硬件的执行方式和API里面的流程完全一致，它只要和API里所示流程不发生冲突从而产生预料之外的结果即可，Double Z，或者EarlyZ都是这样。连hack（比如R2VB on DX9，QuadBuffer On pre-DX11.1）都不需要。
Direct to metal的API，比如DX for X360，可以切实决定硬件的运行，因此在那里面SetPixelShader(NULL)即代表无PixelShader执行。在构建于抽象层之上的API，比如DX for PC。它的具体实现有赖于驱动的具体实现，在不同硬件，甚至不同版本驱动，有些功能的内部实现流程可能都不尽相同，但就如同上面说的，诸如‘跳过PS’并非属于和API所述流程相冲突的问题，所以不存在不能实现的情况，前面也举了实际的Double Z的例子。所以关于跳过PS这个东西，退一步讲属于‘软件开发人员无法确定在某个硬件某版驱动上，是否确实跳过了不必要的PS操作’的情况。

是我2了，early Z这个这么明显的跳过PS的例子你在前面提过了我还没反应过来，而且从一开始感觉就想歪了。
Hiro3D是上班的时候刷S1的号，懒得换了。

bbtt2007

引用第64楼鸡蛋灌饼于2013-05-03 16:43发表的  :

你总不会连我在喷啥都看不出来吧：

OpenGL和DX的抽象很糟糕，不能充分利用现代GPU的硬件

整套方案也有人在做，你以为农企折腾那么久

HSA

是打算干什么？最早喷DX和OpenGL的也是农企的人。

知道你在喷啥，就是觉得你喷的有点远。。。

鸡蛋灌饼

引用第72楼bbtt2007于2013-05-04 13:05发表的  :



知道你在喷啥，就是觉得你喷的有点远。。。

.......

按Console的尿性和日企蛋疼的习惯，开放底层访问还真不是不可能的……
再说了，PS4这代都是农企的片子，开放了也差不到哪去，就是API方面两边可能要扯皮好久

引用第68楼hourousha于2013-05-03 20:24发表的  :

我能说您思路广吗？前面已经说了是一个pixel shader bound的quad，不存在overdraw。那么这个ColorWrite导致的直接内存访问能有多少？用这个情况就是为了容易看出性能瓶颈的变化。
根据LS的建议改了一下，pixel shader1(称为PS1)中有100次tex指令。Pixel shader2为一条简单指令（return float4(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f) ）测试数值如下
1：PS1，开启ZBuffer，关AlphaTest，开Color Write，400-600fps（因为shader里有一些动态分支）
2：PS1，开启ZBuffer，关AlphaTest，关Color Write，4500fps
.......

1. PS1的TEX是可能被优化掉的
2. 跳没跳PS抓command stream看它怎么设置register怎么dispatch就知道，不需要盲人摸象的从性能上猜。当然你说我舍本逐末本来就是为了性能跳不跳PS无所谓那我也认。
3. 最近忙没工夫折腾这个，要看结果那就等跳票吧

bbtt2007

引用第73楼鸡蛋灌饼于2013-05-04 16:01发表的  :

按Console的尿性和日企蛋疼的习惯，开放底层访问还真不是不可能的……

再说了，PS4这代都是农企的片子，开放了也差不到哪去，就是API方面两边可能要扯皮好久

PS4的研发主要是美国这边在搞，console的对底层的开放性历来就比PC强，毕竟是游戏专用机器。

すうう

不明觉厉。。。这货以后能装win7？


——— 来自Stage1st Reader Evolution For iOS

ARUCARD

也许可以装win8

roadcross

绝对没可能装win
硬件都不支持了