CN113393555B - 一种基于着色器的屏幕填充率统计方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于着色器的屏幕填充率统计方法，所述方法设置有一着色器模块，所述着色器模块用于传入颜色参数colordef，且能根据物体绘制颜色参数colordef并得到片元颜色color中，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据；所述方法包括如下步骤：步骤S1、查找所有物体的材质的着色器，将所述着色器模块替换所有材质的着色器；步骤S2、利用所述着色器模块渲染所有物体到帧缓存，并保存到纹理数据；步骤S3、根据纹理数据计算出Overdraw值，所述Overdraw值与所述屏幕填充率是成正比，从而统计出所述屏幕填充率。本发明将Overdraw的表现数值化，变成一个衡量标准，从而能快速得知GPU的性能瓶颈。

Description

一种基于着色器的屏幕填充率统计方法及其系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是一种基于着色器的屏幕填充率统计方法及其系统。

背景技术

屏幕填充率是指GPU每秒可写入或渲染的像素总数，大多数GPU的性能瓶颈来自于填充率，尤其在移动设备上，Overdraw是指当同一个像素被进行多次绘制导致的一种现象，是反应屏幕填充率的一个指标，Overdraw与屏幕填充率是成正比。而现有技术中，只有对Overdraw进行图形展示，没有数值化，无法形成一个衡量，即不能确定GPU的性能瓶颈。

片元是光栅化过程的产物；光栅化是将一个图元转变为一个二维图象，二维图象上每个点都包含了颜色、深度和纹理数据，将该点和相关信息叫做一个片元。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的是提供一种基于着色器的屏幕填充率统计方法，能将Overdraw的表现数值化，变成一个衡量标准，从而能快速得知GPU的性能瓶颈。

本发明采用以下方案实现：一种基于着色器的屏幕填充率统计方法，所述方法设置有一着色器模块，所述着色器模块用于传入颜色参数colordef，且能根据物体绘制颜色参数colordef获得片元颜色color，同时保存到纹理数据；

所述方法包括如下步骤：步骤S1、查找所有物体的材质的着色器，将所述着色器模块替换所有材质的着色器；

步骤S2、利用所述着色器模块渲染所有物体到帧缓存，并保存到纹理数据；

步骤S3、根据纹理数据计算出Overdraw值，所述Overdraw值与所述屏幕填充率是成正比，从而统计出所述屏幕填充率。

进一步的，所述步骤S2进一步具体为：步骤S21、从CPU端传入物体绘制参数colordef到GPU端；

步骤S22、根据物体绘制颜色参数colordef计算出片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据framecolor，具体算法如下：

①color＝colordef；

②framecolor＝每个片元颜色color相加。

进一步的，所述根据纹理数据计算出Overdraw值中的计算方式为：pixwrite＝framecolor/colordef；pixtotal＝width*height；overdraw＝pixwrite/pixtotal；

其中，colordef为物体绘制颜色参数，framecolor为生成的纹理数据，width为指定屏幕分辨率宽度，height为指定屏幕分辨率高度，pixtotal为当前屏幕像素总和，pixwrite为当前写入像素总和，overdraw为平均像素写入次数。

本发明还提供了一种基于着色器的屏幕填充率统计系统，所述系统包括着色器模块、替换模块、数据处理模块、以及Overdraw值获取模块，所述着色器模块用于传入颜色参数colordef，且能根据物体绘制颜色参数colordef获得片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据；

所述替换模块，用于查找所有物体的材质的着色器，将所述着色器模块替换所有材质的着色器；

所述数据处理模块利用所述着色器模块渲染所有物体到帧缓存，并保存到纹理数据；

所述Overdraw值获取模块根据纹理数据计算出Overdraw值，所述Overdraw值与所述屏幕填充率是成正比，从而统计出所述屏幕填充率。

进一步的，所述数据处理模块进一步具体为：从CPU端传入物体绘制参数colordef到GPU端；根据物体绘制颜色参数colordef计算出片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据framecolor，具体算法如下：

①color＝colordef；

②framecolor＝每个片元颜色color相加。

进一步的，所述根据纹理数据计算出Overdraw值中的计算方式为：pixwrite＝framecolor/colordef；pixtotal＝width*height；overdraw＝pixwrite/pixtotal；

其中，colordef为物体绘制颜色参数，framecolor为生成的纹理数据，width为指定屏幕分辨率宽度，height为指定屏幕分辨率高度，pixtotal为当前屏幕像素总和，pixwrite为当前写入像素总和，overdraw为平均像素写入次数。

本发明的有益效果在于：本发明将Overdraw的表现数值化，变成一个衡量标准，对GPU的性能瓶颈的定位变成比较简单，即Overdraw数值越大，GPU性能越低，比如Overdraw数值为4代表同一个像素绘制4次，则同一个像素绘制次数越多，则GPU性能越低。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图。

图2是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参阅图1所示，本发明的一种基于着色器的屏幕填充率统计方法，所述方法设置有一着色器模块，所述着色器模块用于传入颜色参数colordef，且能根据物体绘制颜色参数colordef获得片元颜色color(即物体的片元颜色)，同时保存到纹理数据；其中，colordef＝(colordef.R，colordef.G，colordef.B)(如：colordef＝(0.01，0.01，0.01)此值可以自定义，为全局唯一性)

所述方法包括如下步骤：步骤S1、查找所有物体的材质的着色器，将所述着色器模块替换所有材质的着色器；

步骤S2、利用所述着色器模块渲染所有物体到帧缓存，并保存到纹理数据；

步骤S3、根据纹理数据计算出Overdraw值，所述Overdraw值与所述屏幕填充率是成正比，从而统计出所述屏幕填充率。

进一步的，所述步骤S2进一步具体为：步骤S21、从CPU端传入物体绘制参数colordef到GPU端；

步骤S22、根据物体绘制颜色参数colordef计算出片元颜色color(即将颜色参数colordef赋值给片元颜色color)，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据framecolor，具体算法如下：

①color＝colordef；

②framecolor＝每个片元颜色color相加(即为framecolor＝framecolor+color)。

其中，所述根据纹理数据计算出Overdraw值中的计算方式为：pixwrite＝framecolor/colordef；pixtotal＝width*height；overdraw＝pixwrite/pixtotal；

其中，colordef为物体绘制颜色参数，framecolor为生成的纹理数据，width为指定屏幕分辨率宽度，height为指定屏幕分辨率高度，pixtotal为当前屏幕像素总和，pixwrite为当前写入像素总和，overdraw为平均像素写入次数。

本发明的应用场景如下：

如：在游戏引擎Unity渲染队列中，几何体的渲染不透明队列默认是按照从前到后的，由于有深度缓存，可以判断该像素是否需要写入帧缓存，这样可以最小化减少Overdraw；对于透明队列是按照从后到前的渲染实现物体的透明效果，从而使一个物体重复渲染多次，因此造成Overdraw非常高，将Overdraw的表现数值化，变成一个衡量标准，具有重要的意义。

请参阅图2所示，本发明还提供了一种基于着色器的屏幕填充率统计系统，所述系统包括着色器模块、替换模块、数据处理模块、以及Overdraw值获取模块，所述着色器模块用于传入颜色参数colordef，且能根据物体绘制颜色参数colordef获得片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据；

所述替换模块，用于查找所有物体的材质的着色器，将所述着色器模块替换所有材质的着色器；

所述数据处理模块利用所述着色器模块渲染所有物体到帧缓存，并保存到纹理数据；

所述Overdraw值获取模块根据纹理数据计算出Overdraw值，所述Overdraw值与所述屏幕填充率是成正比，从而统计出所述屏幕填充率。

所述数据处理模块进一步具体为：从CPU端传入物体绘制参数colordef到GPU端；根据物体绘制颜色参数colordef计算出片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据framecolor，具体算法如下：

①color＝colordef；

②framecolor＝每个片元颜色color相加。

进一步的，所述根据纹理数据计算出Overdraw值中的计算方式为：pixwrite＝framecolor/colordef；pixtotal＝width*height；overdraw＝pixwrite/pixtotal；

其中，colordef为物体绘制颜色参数，framecolor为生成的纹理数据，width为指定屏幕分辨率宽度，height为指定屏幕分辨率高度，pixtotal为当前屏幕像素总和，pixwrite为当前写入像素总和，overdraw为平均像素写入次数。

总之，本发明将Overdraw的表现数值化，变成一个衡量标准，对GPU的性能瓶颈的定位变成比较简单，即Overdraw数值越大，GPU性能越低，比如Overdraw数值为4代表同一个像素绘制4次，则同一个像素绘制次数越多，则GPU性能越低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种基于着色器的屏幕填充率统计方法，其特征在于：所述方法设置有一着色器模块，所述着色器模块用于传入颜色参数colordef，且能根据物体绘制颜色参数colordef获得片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据；

所述方法包括如下步骤：步骤S1、查找所有物体的材质的着色器，将所述着色器模块替换所有材质的着色器；

步骤S2、利用所述着色器模块渲染所有物体到帧缓存，并保存到纹理数据；

步骤S3、根据纹理数据计算出Overdraw值，所述Overdraw值与所述屏幕填充率是成正比，从而统计出所述屏幕填充率；所述步骤S2进一步具体为：步骤S21、从CPU端传入物体绘制参数colordef到GPU端；

步骤S22、根据物体绘制颜色参数colordef计算出片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据framecolor，具体算法如下：

① color ＝ colordef；

②framecolor＝每个片元颜色color相加；所述根据纹理数据计算出Overdraw值中的计算方式为：pixwrite＝framecolor/colordef；pixtotal＝width*height；overdraw＝pixwrite/pixtotal；

其中，colordef为物体绘制颜色参数，framecolor为生成的纹理数据，width为指定屏幕分辨率宽度，height为指定屏幕分辨率高度，pixtotal为当前屏幕像素总和，pixwrite为当前写入像素总和，overdraw为平均像素写入次数。

2.一种基于着色器的屏幕填充率统计系统，其特征在于：所述系统包括着色器模块、替换模块、数据处理模块、以及Overdraw值获取模块，所述着色器模块用于传入颜色参数colordef，且能根据物体绘制颜色参数colordef获得片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据；

所述替换模块，用于查找所有物体的材质的着色器，将所述着色器模块替换所有材质的着色器；

所述数据处理模块利用所述着色器模块渲染所有物体到帧缓存，并保存到纹理数据；所述Overdraw值获取模块根据纹理数据计算出Overdraw值，所述Overdraw值与所述屏幕填充率是成正比，从而统计出所述屏幕填充率；所述数据处理模块进一步具体为：从CPU端传入物体绘制参数colordef到GPU端；根据物体绘制颜色参数colordef计算出片元颜色color，然后合并所有片元颜色，并生成纹理数据framecolor，具体算法如下：

①color＝colordef；

②framecolor＝每个片元颜色color相加；所述根据纹理数据计算出Overdraw值中的计算方式为：pixwrite＝framecolor/colordef；pixtotal＝width*height；overdraw＝pixwrite/pixtotal；

其中，colordef为物体绘制颜色参数，framecolor为生成的纹理数据，width为指定屏幕分辨率宽度，height为指定屏幕分辨率高度，pixtotal为当前屏幕像素总和，pixwrite为当前写入像素总和，overdraw为平均像素写入次数。