跳至内容

FidelityFX 模糊 1.1

FidelityFX 模糊是一种基于计算、高度优化、单次通道的高斯模糊技术。

要求

  • HLSL CS_6_0
  • GLSL version 450

目录

集成指南

C++ SDK 集成

集成 FidelityFX 模糊效果的最简单方法是使用 FFX SDK C++ API。

C++ 示例

// Initialize the FFX backend and blur context (do this once)
size_t scratchBufferSize = ffxGetScratchMemorySize(FFX_BLUR_CONTEXT_COUNT);
void* scratchBuffer = malloc(scratchBufferSize);
FfxInterface backendInterface;
ffxGetInterface(&backendInterface, GetDevice(), scratchBuffer, scratchBufferSize, FFX_BLUR_CONTEXT_COUNT);


FfxBlurContextDescription desc = {};
desc.backendInterface = backendInterface;
desc.floatPrecision   = FFX_BLUR_FLOAT_PRECISION_32BIT;
desc.kernelPermutations = FFX_BLUR_KERNEL_PERMUTATIONS_ALL; // mask to support some Guassian sigma kernels or ALL
desc.kernelSizes = FFX_BLUR_KERNEL_SIZE_ALL; // mask to support some kernel sizes or ALL


FfxBlurContext blurContext;
ffxBlurContextCreate(&blurContext, &desc);


// Execute blur effect (multiple times)
FfxBlurDispatchDescription desc = {};


desc.commandList = ffxGetCommandList(pCmdList);


desc.kernelPermutation = FFX_BLUR_KERNEL_PERMUTATION_2; // Guassian sigma (1.6, 2.8, or 4.0)
desc.kernelSize = FFX_BLUR_KERNEL_SIZE_15x15; // Kernel sizes (3x3 ... 21x21)


desc.input = ffxGetResource(inputResource, L"BLUR_InputSrc", FFX_RESOURCE_STATE_PIXEL_COMPUTE_READ);


desc.inputAndOutputSize.width  = desc.input.description.width;
desc.inputAndOutputSize.height = desc.input.description.height;


desc.output = ffxGetResource(outputResource, L"BLUR_Output", FFX_RESOURCE_STATE_UNORDERED_ACCESS);


ffxBlurContextDispatch(&blurContext, &desc);


// When done using the blur effect, clean up.
ffxBlurContextDestroy(&blurContext);

通过回调和主函数进行自定义

模糊提供了 ffx_blur_callbacks_hlsl.h 和 ffx_blur_callbacks_glsl.h 中的模糊核权重和输入/输出函数的默认实现。SDK 用户可以覆盖它们以集成到自己的应用程序中。

为了实现最高性能，模糊要求将一维模糊核权重嵌入编译后的着色器中，并满足以下要求：

  • 根据半精度支持，核权重使用 FfxFloat32 或 FfxFloat16 类型。这些类型在 ffx_core.h FFX SDK 头文件中定义。
  • 定义一组唯一的核权重作为静态数组，代表归一化的高斯权重分布，元素按降序排列。

模糊核重写示例

#if FFX_HALF
    #define FFX_BLUR_KERNEL_TYPE FfxFloat16
#else
    #define FFX_BLUR_KERNEL_TYPE FfxFloat32
#endif


inline FFX_BLUR_KERNEL_TYPE GetKernelWeight(int iKernelIndex)
{
    static FFX_BLUR_KERNEL_TYPE kernel_weights[] = { 0.257030201088974, 0.22378581991669, 0.147699079538823 }; // for a 5x5 Gaussian kernel
    return kernel_weights[iKernelIndex];
}
FFX_BLUR_KERNEL_TYPE FfxBlurLoadKernelWeight(FfxInt32 iKernelIndex) { return GetKernelWeight(iKernelIndex); }

模糊输入/输出函数重写示例

#if FFX_HALF
  FfxFloat16x3 FfxBlurLoadInput(FfxInt16x2 inPxCoord) { return texColorInput[inPxCoord].rgb; }
  void FfxBlurStoreOutput(FfxInt32x2 outPxCoord, FfxFloat16x3 color) { texColorOutput[outPxCoord] = min16float4(color, 1); }
#else
  FfxFloat32x3 FfxBlurLoadInput(FfxInt32x2 inPxCoord) { return texColorInput[inPxCoord].rgb; }
  void FfxBlurStoreOutput(FfxInt32x2 outPxCoord, FfxFloat32x3 color) { texColorOutput[outPxCoord] = float4(color, 1); }
#endif

也可以通过自己的 main 函数集成模糊效果。

  • 必须定义 FFX_BLUR_TILE_SIZE_X 和 FFX_BLUR_TILE_SIZE_Y 宏。通常这两个值设置为 8。

HLSL 示例

#include "blur/ffx_blur_callbacks_hlsl.h"
#include "blur/ffx_blur_blur.h"


[numthreads(FFX_BLUR_TILE_SIZE_X, FFX_BLUR_TILE_SIZE_Y, 1)]
void CS(
    uint3 LocalThreadId    : SV_GroupThreadID,
    uint3 WorkGroupId      : SV_GroupID,
    uint3 DispatchThreadID : SV_DispatchThreadID)
{
    // Run FidelityFX - Blur
    ffxBlurPass(int2(DispatchThreadID.xy), int2(LocalThreadId.xy), int2(WorkGroupId.xy));
}

GLSL 示例

#include "blur/ffx_blur_callbacks_glsl.h"
#include "blur/ffx_blur_blur.h"


layout (local_size_x = FFX_BLUR_TILE_SIZE_X, local_size_y = FFX_BLUR_TILE_SIZE_Y, local_size_z = 1) in;
void main()
{
    // Run FidelityFX Blur
    ffxBlurPass(
        FfxInt32x2(gl_GlobalInvocationID.xy),
        FfxInt32x2(gl_LocalInvocationID.xy),
        FfxInt32x2(gl_WorkGroupID.xy));
}

深入解析：高斯模糊

Blur pass

算法

模糊采用了一个在**单个计算调度**中实现的 3 步算法，利用线程组共享内存来存储中间模糊结果。

三个步骤如下：

  • 预填充步骤
    • 从图像源填充缓存以进行水平模糊
  • 从上到下循环
    • 从图像源填充缓存以进行水平模糊
    • 对缓存结果进行垂直模糊
    • 写入目标资源
  • 循环处理最后几个图块
    • 从缓存进行垂直模糊
    • 写入目标资源

调度时间复杂度波执行时间复杂度组共享内存空间复杂度
O(W * H * K)O(H * K)O(Th * (Tw + K))

其中

  • W：图像宽度
  • H：图像高度
  • K：一维核大小
  • Tw：模糊图块大小 X
  • Th：模糊图块大小 Y

工作分配

模糊使用 8x8 线程组，覆盖图像中的一个“图块”。

工作分配受以下 #defines 的影响：

Work distribution visualized

共享内存

模糊使用一个共享内存区域作为图块的环形缓冲区来存储中间结果。
对应单个图块的线程组在存储结果到共享内存之前，对源图像进行采样并执行水平模糊。
之后，线程组从共享内存读取，并对中间结果执行垂直模糊，然后将完全模糊的图像存储到目标纹理中。		Work distribution visualized

进一步阅读

  • GDC 2019：GCN 优化与色彩处理的融合，第一部分：可分离滤波器中的存储缓存 PDF 链接
  • GDC 2018：引擎优化热身赛 PPTX 下载链接
  • Rastergrid：线性采样的高效模糊 网页链接

另请参阅

© . This site is unofficial and not affiliated with AMD.