สุ่มหมายเลข hlsl

คุณจะสร้างหมายเลขสุ่มใน HLSL ได้อย่างไร

ฉันขอเพราะผมต้องการที่จะลองGPU ray การติดตาม คุณต้องสร้างเส้นทางแบบสุ่มในตัวแบ่งพิกเซล ดังนั้นฉันต้องการrandFloat()ที่ผลคือตัวเลขสุ่มระหว่าง -1 และ +1

นอกจากนี้การจัดการกับคำแนะนำเสียง hlsl คืออะไร? เอกสารบอกว่ามันถูกลบออกจาก HLSL 2.0 ขึ้นไป ทำไม ?

ฉันอ่านเกี่ยวกับวิธีการที่คุณเติมพื้นผิวด้วยค่าแบบสุ่มแล้วให้มีการประสานงานพื้นผิวในแต่ละจุดยอดที่มีดัชนีลงในพื้นผิวนั้น แต่นั่นคือจุดสุดยอดต่อฉันต้องการคำแนะนำที่ฉันสามารถโทรหาในส่วนพิกเซลได้ ยิ่งไปกว่านั้นวิธีนี้ต้องใช้ "reseeding" เท็กซัสต่อยอดถ้าคุณต้องการค่าที่แตกต่างกันในแต่ละเฟรมและนั่นต้องใช้การปรับปรุงบัฟเฟอร์เท็กซ์ในแต่ละเฟรม (ซึ่งอาจมีราคาแพง!)

ด้วยรายละเอียดคุณจะสร้างตัวเลขสุ่มบน GPU ได้อย่างไร?

การสุ่มตัวเลขหลอกในพิกเซลเชดเดอร์ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะได้รับ ตัวสร้างตัวเลขสุ่มหลอกบน CPU จะมีสถานะบางอย่างที่ทั้งอ่านและเขียนทุกครั้งที่เรียกใช้ฟังก์ชัน คุณไม่สามารถทำเช่นนั้นในพิกเซลเชดเดอร์

นี่คือตัวเลือกบางอย่าง:

1. ใช้ตัวประมวลผลแทนตัวประมวลผลพิกเซลซึ่งรองรับการอ่าน - เขียนในบัฟเฟอร์ดังนั้นคุณสามารถใช้ PRNG มาตรฐานใด ๆ ได้

2. ตัวอย่างจากหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งพื้นผิวที่มีข้อมูลแบบสุ่มขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เช่นตำแหน่งพื้นที่หน้าจอ นอกจากนี้คุณยังสามารถทำคณิตศาสตร์ในตำแหน่งก่อนที่จะใช้เพื่อค้นหาพื้นผิวซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถนำพื้นผิวกลับมาใช้ใหม่ได้หากคณิตศาสตร์เกี่ยวข้องกับค่าคงที่ของการสุ่ม shader แบบสุ่มต่อการวาด

3. ค้นหาฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ของตำแหน่งพื้นที่หน้าจอที่ให้ผลลัพธ์ที่ 'สุ่มพอ'

การค้นหา google อย่างรวดเร็วพบหน้านี้พร้อมฟังก์ชั่นเหล่านี้:

float rand_1_05(in float2 uv)
{
    float2 noise = (frac(sin(dot(uv ,float2(12.9898,78.233)*2.0)) * 43758.5453));
    return abs(noise.x + noise.y) * 0.5;
}

float2 rand_2_10(in float2 uv) {
    float noiseX = (frac(sin(dot(uv, float2(12.9898,78.233) * 2.0)) * 43758.5453));
    float noiseY = sqrt(1 - noiseX * noiseX);
    return float2(noiseX, noiseY);
}

float2 rand_2_0004(in float2 uv)
{
    float noiseX = (frac(sin(dot(uv, float2(12.9898,78.233)      )) * 43758.5453));
    float noiseY = (frac(sin(dot(uv, float2(12.9898,78.233) * 2.0)) * 43758.5453));
    return float2(noiseX, noiseY) * 0.004;
}

นี่คือวิธีที่ฉันสร้างตัวเลขสุ่มหลอกสำหรับเอฟเฟกต์อนุภาคของฉันด้วยตัวประมวลผล ไม่แน่ใจว่าสุ่มรหัสนี้อย่างไร แต่มันทำงานได้ดีพอสำหรับวัตถุประสงค์ของฉัน

กุญแจสำคัญในการให้แต่ละเคอร์เนล GPU เป็นลำดับแบบสุ่มของตัวเองคือฟีดตัวประมวลผลส่วนแบ่งเริ่มต้นจากซีพียู เคอร์เนลแต่ละตัวใช้เมล็ดพันธุ์นี้เพื่อวนรอบตัวสร้างหมายเลขโดยใช้ id ของเธรดเป็นจำนวน จากนั้นแต่ละเธรดควรมีเมล็ดเฉพาะของตนเองเพื่อสร้างค่าที่ไม่ซ้ำกัน

// Source
// http://www.gamedev.net/topic/592001-random-number-generation-based-on-time-in-hlsl/
// Supposebly from the NVidia Direct3D10 SDK
// Slightly modified for my purposes
#define RANDOM_IA 16807
#define RANDOM_IM 2147483647
#define RANDOM_AM (1.0f/float(RANDOM_IM))
#define RANDOM_IQ 127773u
#define RANDOM_IR 2836
#define RANDOM_MASK 123459876

struct NumberGenerator {
    int seed; // Used to generate values.

    // Returns the current random float.
    float GetCurrentFloat() {
        Cycle();
        return RANDOM_AM * seed;
    }

    // Returns the current random int.
    int GetCurrentInt() {
        Cycle();
        return seed;
    }

    // Generates the next number in the sequence.
    void Cycle() {  
        seed ^= RANDOM_MASK;
        int k = seed / RANDOM_IQ;
        seed = RANDOM_IA * (seed - k * RANDOM_IQ ) - RANDOM_IR * k;

        if (seed < 0 ) 
            seed += RANDOM_IM;

        seed ^= RANDOM_MASK;
    }

    // Cycles the generator based on the input count. Useful for generating a thread unique seed.
    // PERFORMANCE - O(N)
    void Cycle(const uint _count) {
        for (uint i = 0; i < _count; ++i)
            Cycle();
    }

    // Returns a random float within the input range.
    float GetRandomFloat(const float low, const float high) {
        float v = GetCurrentFloat();
        return low * ( 1.0f - v ) + high * v;
    }

    // Sets the seed
    void SetSeed(const uint value) {
        seed = int(value);
        Cycle();
    }
};