交流贴：关于Parallax Mapping的一点小小改进

nocture

最近做Parallax的研究，发现必须要在PS中逐像素进行Eye Vector的归一化运算（Normalize），否则画面计算将不精确，无奈偶是用d3d8的，PS只能用到1.4版本，缺乏rsq、rcp指令的支持，对于插值的Eye Vector实在无法做到Normalization。原PS伪代码如下：

从纹理坐标寄存器得到当前像素EyeVec、Height
Normalize(EyeVec)    //此处PS2.0以下无法实现
NewTexCoord = OldTexCoord + EyeVec * Height * Scale * ( 1 - Biass )

我苦思冥想很久，终于得到一个变通办法跳过Normalize，且PS汇编指令比以前还大大减少。我的方法是先在VS中进行Eyevec 的TBN空间变化，然后计算得到EyeVec的模，再在PS中将EyeVec的X、Z坐标除以EyeVec的模，即可得到Normalization的EyeVec的X、Z坐标。关键代码如下：

vs.1.0
....  // r2.xyz存储了未Normalization的TBN空间的EyeVector分量
mov oT1.xyz, r2.xyz  // oT1.xyz储存未Normalization的EyeVector
dp3 r2.x, r2, r2
rsq r2.x, r2.x
rcp oT1.w, r2.x  // 将EyeVec模存储到oT1.w中

//-------------------------------------------------------------
ps.1.4
.....
texcrd r3.rg, t1_dw.rga  // t1.xy存储了EyeVec的X、Z坐标，t1.w存储了EyeVec的模

这样一条PS汇编指令就同时完成了装载EyeVec坐标且Normalize化的工作，比原算法中Normalize指令简化了不少。Interpolated的EyeVec模线性变化，这与每个像素到眼睛的距离是线性变化的一致，所以，这个算法理论上讲是正确的。

nocture

效果如下：

nocture

兄台的CubeMap意见不错，偶好好研究研究。

nocture

现在改成CubeMap归一化方式了，视觉上完全可以接受。另外，顶楼的方法还是有问题的，当眼睛到地面的向量长度不是单调递增或单调递减的话（长度先减少再增长或者先增长再减少），插值出来的EyeVector还是错的，向量长度必须单调变化。

wsmj

这里对使用Normalized Cube Maps提个醒，随着GPU速度的提高，他也面临了于CPU相似的问题，就是计算速度与内存带宽的不平衡。

对于较新的显卡来说，用NCM的速度在许多情况下都要比直接计算来得慢（Texture Fetch, Cache Hit Miss等会导致管线延迟(Pipeline Stall)），虽然理论上流水线的设计会使延迟尽量减少，但还是比不上实际计算。

但是对于老显卡性能却会有一定的上升。

同样在CPU上，对于sin, sqrt, log等函数，越来越多的人开始使用近似算法（e.g. Taylor Series...etc.)，而不是传统的查表法。

nocture

有道理，关键看代价能否接收。

RacingPHT

wsmj: Re:交流贴：关于Parallax Mapping的一点小小改进

这里对使用Normalized Cube Maps提个醒，随着GPU速度的提高，他也面临了于CPU相似的问题，就是计算速度与内...

这要看Normal的特点而定吧.如果Normal比较紊乱,那么cache miss的可能确实比较大.
而如果降低Normalized Cube Maps size 能够提高cache hit的话,还是有好处的,毕竟很多GPU单元中,tex和alu单元可以并行操作,相当于近乎免费的Normalize.
不过这个问题以后再也不会造成麻烦了,NV的PS3.0单元中fp16可以做免费的Normalization.