ComputeShader基础用法系列之三

这节我们看一下ComputeShader最常用的例子：生成噪波纹理。

首先给出参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/68507311

以下代码相当于把此文章的噪声纹理计算方法移植到了compute shader中。

CSMain函数如下：

[numthreads(8,8,1)]
void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
    float2 uv = id.xy/TEXTURE_WIDTH*NOISE_SCALE;
    float colorFactor = NoiseGenerate(uv);
    Result[id.xy] = float4(colorFactor,colorFactor, colorFactor, 1);
}

其中，NoiseGenerate中生成的是perlin：

float NoiseGenerate(float2 p)
{
    float2 i = floor(p);
    float2 f = frac(p);
    float a = dot(RandomDir(i),f);
    float b = dot(RandomDir(i+float2(1,0)),f-float2(1,0));
    float c = dot(RandomDir(i+float2(0,1)),f-float2(0,1));
    float d = dot(RandomDir(i+float2(1,1)),f-float2(1,1));
    
    float2 u = PerlinLerp(f);
    return lerp(lerp(a,b,u.x),lerp(c,d,u.x),u.y)+0.5;
}
float2 PerlinLerp(float2 x){
    //x = clamp(a,0,1);
    return 6*pow5(x)-15*pow4(x)+10*pow3(x);
}

思路可以看给出的链接，这里只为了展示在ComputeShader中的实现代码（只做了略微修改）。

perlin效果如下：

celluar如下：

float NoiseCellGenerate(float2 p){
    float2 i = floor(p);
    float2 f = frac(p);
    float F1 = 1.0;
    for(int j = -1;j<=1;j++)
    {
        for(int k = -1;k<=1;k++)
        {
            float2 neighbour = float2(j,k);
            float2 pos = RandomPos(i + neighbour);
            float d = length(pos + neighbour - f);
            F1 = min(F1,d);
        }
    }
    return F1;
}

celluar效果如下：

 fbm代码如下：

float FBM_Noise(float2 p)
{
    float f = 0;
    float a = 1;
    for(int i = 0;i<OCTAVE_NUM;i++)
    {
        f+=a*NoiseGenerate(p);
        p *= 4.0;
        a /= 4.0;
    }
    return f;
}

fbm效果如下：

 Turbulence代码如下：

float Turbulence(float2 p)
{
    float f = 0;
    float a = 1;
    p*=4;
    for(int i = 0;i<OCTAVE_NUM;i++)
    {
        f+=a*abs(NoiseGenerate(p));
        p *= 4.0;
        a /= 4.0;
    }
    return f;
}

效果如下：

 DomainWrapping代码如下：

float Domain_Wraping(float2 p)
{
    float fbmP = FBM_Noise(p);
    float2 q = float2(fbmP,fbmP);
    float fbmQP = FBM_Noise(q+p);
    float2 r = float2(fbmQP,fbmQP);
    return FBM_Noise(p+r);
}

效果如下：

 强烈建议先看完链接里对于噪波纹理的讲解后再直接使用这些代码。还有很多其他噪波纹理，具体在ComputeShader中的实现模仿以上代码即可。

这节主要是展示一下compute shader的用途，下节具体讲述一下基于ComputeShader的GPU culling。