[gpu pro]MultiFragments Effects on the GPU using bucket sort

这篇文章牵连的东西比较多，一些思路比较有意思，实用性在realtime game rendering里面比较有限，但是如果用于一些工具对于模型的处理应该会有一些用武之地。

multi fragments effects

这个是指以order independent translucensy为代表的，这种多个fragments之间需要一定交互的效果。

就目前来看最好的算法应该是direct compute使用fragment list来做了。

depth peeling

这个是处理order independent translucency早起经典的算法。

相关的文章可以看：

• file:///F:/drive/SkyDrive/HardCore/render/transparent/order_independent_transparency.pdf
  
• file:///F:/drive/SkyDrive/HardCore/render/transparent/DualDepthPeeling.pdf
  

使用多个depth，多个rendertarget，把scene render多遍，一层层这样画过去的方式。

比如，第一遍构建了离camera最近的depth和rendertarget，然后再画一遍，保留比第一遍depth值大的fragments中，depth值最小的，以此类推。

后面硬件能力越来越强，比如在dual depth peeling，nv使用当时最新硬件（g80架构）里面支持floating point mrt, max的blending operation，所以算法得到改进。

dual depth peeling

是从两个方向向中间同时做peeling，

使用一个rgbaf32的rendertarget作为depth peeling buffer，两个rgba8的render target一个记录前到后的，一个是后到前的。

这里会有一个问题就是，我们不能拿一个fragment的depth值和存depth的rendertarget里面的值做比较，如果符合条件就写入depth render target。

这样会造成read-modify-write hazard。

处理的方法是使用max的blending operation。

比较操作仍然在pixel shader里面做，输出的时候使用max的blending operation，这里floating point的威力就显现出来了，由于一个是front to back，一个是back to front，全用理应是一个max，一个是min，那么我们可以把第二个取一个反，输出(depth0,-depth1)，这样都用max就可以了。

bucket sort

这里的bucket sort和标准做法的思想是一样的：http://en.wikipedia.org/wiki/Bucket_sort

核心思想是切割。

利用新硬件有更大数量的mrt（bucket sort用到了8个，简直丧心病狂了），把depth区域分成了n等份，一个fragment落到那里，就写到哪里，这样一遍就构建好了。

最后compoe到一起就好。

但是很多情况depth分布不是这么平均，一个做法是对于比较密集的地方，再来一个或多个pass，进行细分。

另外一个做法是做一个叫depth histogram的buffer，一个rgbaf32的rendertarget有32x4个bit，8个就是1024个，这样把depth range分成了1024每一个fragment落在其中的一个，如果再细就不管了。

这样现来一个geometry pass，把depth histogram构建好，再来一遍就可以根据这个histogram来做adaptive（而不是上面这种平均分）的构建了。

总之想法是有点小变态，多种方法融合灵活应用，虽然实战性差点，但是颇有启发性，我喜欢。