วิธีที่เร็วที่สุดในการเรนเดอร์ด้วย AA ความหนาต่างกันใน DirectX

ดังนั้นฉันจึงทำการพัฒนา DirectX บางอย่างโดยใช้ SharpDX ภายใต้. NET เพื่อให้แน่นอน (แต่โซลูชัน DirectX / C ++ API สามารถใช้ได้) ฉันกำลังมองหาวิธีที่เร็วที่สุดในการเรนเดอร์เส้นในการฉายฉากมุมฉาก (เช่นการจำลองการวาดเส้นสองมิติสำหรับแอปเชิงวิทยาศาสตร์) โดยใช้ DirectX

สกรีนช็อตของแปลงต่าง ๆ ที่ฉันพยายามจะทำดังนี้

มันไม่ใช่เรื่องแปลกสำหรับการแปลงประเภทนี้มีเส้นที่มีหลายล้านส่วนของความหนาของตัวแปรที่มีหรือไม่มีการลดรอยหยักต่อบรรทัด (หรือเปิด / ปิด AA แบบเต็มหน้าจอ) ฉันจำเป็นต้องอัปเดตจุดยอดสำหรับสายบ่อยมาก (เช่น 20 ครั้ง / วินาที) และถ่ายให้ GPU มากที่สุดเท่าที่จะทำได้

จนถึงตอนนี้ฉันได้ลอง:

1. การแสดงผลซอฟต์แวร์เช่น GDI + จริง ๆ แล้วประสิทธิภาพไม่ดี แต่เห็นได้ชัดว่าหนักบน CPU
2. Direct2D API - ช้ากว่า GDI โดยเฉพาะเมื่อเปิดใช้การลดรอยหยัก
3. Direct3D10 ใช้วิธีนี้เพื่อจำลอง AA โดยใช้สีจุดยอดและเทสเซลเลชันด้านซีพียู ยังช้า (ฉันทำประวัติและใช้เวลา 80% ในการคำนวณตำแหน่งจุดสุดยอด)

สำหรับวิธีที่ 3 ฉันใช้ Vertex Buffers เพื่อส่งแถบสามเหลี่ยมไปยัง GPU และอัปเดตทุก ๆ 200 มิลลิวินาทีด้วยจุดยอดใหม่ ฉันได้รับอัตราการรีเฟรชประมาณ 5FPS สำหรับ 100,000 ส่วนของเส้น ฉันต้องการคนเป็นล้าน!

ตอนนี้ฉันคิดว่าวิธีที่เร็วที่สุดคือการทำ tessellation บน GPU เช่นใน Geometry Shader ฉันสามารถส่งจุดยอดเป็นรายการหรือแพ็คในพื้นผิวและแกะใน Geometry Shader เพื่อสร้างล่าม หรือเพียงแค่ส่งคะแนนดิบไปที่พิกเซลเชดเดอร์แล้วนำภาพวาดเส้น Bresenham Line มาใช้ในการสร้างพิกเซล HLSL ของฉันเป็นสนิม, shader รุ่นที่ 2 จากปี 2006 ดังนั้นฉันไม่รู้เกี่ยวกับ GPU ที่ทันสมัยอย่างบ้าคลั่งที่สามารถทำได้

ดังนั้นคำถามคือ: - เคยมีใครทำมาก่อนและคุณมีข้อเสนอแนะให้ลอง? - คุณมีข้อเสนอแนะเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยการอัพเดทรูปทรงเรขาคณิตอย่างรวดเร็วหรือไม่ (เช่นรายการจุดสุดยอดใหม่ทุก ๆ 20ms)

อัพเดท 21 มกราคม

ฉันได้ใช้วิธีตั้งแต่ (3) ข้างต้นโดยใช้ Geometry shaders โดยใช้ LineStrip และ Dynamic Vertex Buffers ตอนนี้ฉันได้รับ 100FPS ที่ 100k คะแนนและ 10FPS ที่ 1,000,000 คะแนน นี่เป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่ แต่ตอนนี้ฉันเพิ่มอัตราและคำนวณ จำกัด ดังนั้นฉันจึงคิดเกี่ยวกับเทคนิค / ความคิดอื่น ๆ

• สิ่งที่เกี่ยวกับฮาร์ดแวร์อินสแตนซ์ของเรขาคณิตส่วนบรรทัด
• สิ่งที่เกี่ยวกับสไปรท์แบทช์?
• วิธีการอื่น ๆ (Pixel Shader) เป็นวิธีการที่มุ่งเน้น?
• ฉันสามารถเลือก GPU หรือซีพียูได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่?

ความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของคุณชื่นชมมาก!

หากคุณกำลังจะแสดงผลY = f(X)กราฟเท่านั้นฉันขอแนะนำให้ลองวิธีต่อไปนี้

ข้อมูลเส้นโค้งถูกส่งผ่านเป็นข้อมูลพื้นผิวทำให้เป็นแบบถาวรและอนุญาตให้มีการอัปเดตบางส่วนผ่านglTexSubImage2Dเช่น หากคุณต้องการเลื่อนคุณสามารถใช้บัฟเฟอร์วงกลมและปรับปรุงค่าเพียงไม่กี่เฟรมต่อเฟรม แต่ละเส้นโค้งจะแสดงผลเป็นรูปแบบเต็มหน้าจอและการทำงานทั้งหมดจะทำโดยผู้สร้างพิกเซล

เนื้อหาเนื้อองค์ประกอบเดียวอาจมีลักษณะเช่นนี้:

+----+----+----+----+
| 12 | 10 |  5 | .. | values for curve #1
+----+----+----+----+
| 55 | 83 | 87 | .. | values for curve #2
+----+----+----+----+

การทำงานของ pixel shader เป็นดังนี้:

• ค้นหาพิกัด X ของแฟรกเมนต์ปัจจุบันในพื้นที่ชุดข้อมูล
• ใช้เช่น จุดข้อมูลที่ใกล้เคียงที่สุดที่มีข้อมูล ตัวอย่างเช่นถ้าค่า X คือ41.3มันจะเลือก40, 41, และ4243
• สอบถามพื้นผิวสำหรับค่า 4 Y (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวอย่างไม่ทำการแก้ไขใด ๆ )
• แปลงX,Yคู่เป็นพื้นที่หน้าจอ
• คำนวณระยะทางจากแฟรกเมนต์ปัจจุบันไปยังแต่ละเซ็กเมนต์ทั้งสามและสี่จุด
• ใช้ระยะทางเป็นค่าอัลฟาสำหรับแฟรกเมนต์ปัจจุบัน

คุณอาจต้องการทดแทน 4 ด้วยค่าที่มากขึ้นทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับการซูม

ฉันได้เขียนshader GLSL ที่รวดเร็วและสกปรกมากโดยใช้คุณสมบัตินี้ ฉันอาจเพิ่มรุ่น HLSL ในภายหลัง แต่คุณควรจะสามารถแปลงได้โดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากเกินไป ผลที่ได้สามารถดูได้ที่ด้านล่างโดยมีขนาดของเส้นและความหนาแน่นของข้อมูลต่างกัน:

ข้อดีอย่างหนึ่งที่ชัดเจนคือปริมาณของข้อมูลที่ถ่ายโอนนั้นต่ำมากและจำนวนของ drawcalls เป็นเพียงหนึ่งเดียว

: มีบท GPU อัญมณีในการแสดงผลเส้น antialiased เป็นจาน Prefiltered เส้น แนวคิดพื้นฐานคือการแสดงผลแต่ละส่วนของเส้นเป็นรูปสี่เหลี่ยมและคำนวณในแต่ละพิกเซลเป็นฟังก์ชันเกาส์เซียนของระยะทางของจุดศูนย์กลางพิกเซลจากส่วนของเส้น

นี่หมายถึงการวาดแต่ละส่วนของเส้นในกราฟเป็นรูปสี่เหลี่ยมแยกต่างหาก แต่ใน D3D11 คุณสามารถใช้รูปทรงเรขาคณิตและ / หรือการสร้างกราฟในการลดปริมาณข้อมูลที่จะถ่ายโอนไปยัง GPU เพียงจุดข้อมูล ตัวเอง ฉันอาจตั้งค่าจุดข้อมูลเป็นStructuredBufferเพื่ออ่านโดยจุดสุดยอด / เรขาคณิต shader จากนั้นทำการโทรเพื่อระบุจำนวนของกลุ่มที่จะดึง จะไม่มีบัฟเฟอร์จุดสุดยอดที่แท้จริง จุดสุดยอด shader จะใช้ SV_VertexID หรือ SV_InstanceID เพื่อกำหนดจุดข้อมูลที่จะดู

@ Dr.ABT - คำขอโทษสำหรับคำถามนี้ไม่ใช่คำตอบ ฉันไม่พบวิธีที่จะถามภายในคำตอบของ Sam Hocevar ด้านบน

คุณสามารถแบ่งปันรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการใช้งานเส้นสำหรับแผนภูมิในที่สุด ฉันมีความต้องการเหมือนกันสำหรับแอป WPF ขอบคุณล่วงหน้าสำหรับรายละเอียดหรือรหัสใด ๆ ที่คุณสามารถแบ่งปันได้