HDR, адаптивное отображение тонов и MSAA в GLSL

Пытаясь научиться OpenGL, я работаю над 5-м изданием Superbible .

В настоящее время я пытаюсь понять, как совместить HDR и MSAA (как описано в главе 9).

Для HDR: в книге предлагается метод адаптивного тонального отображения, который основан на вычислении средней яркости для сверточного фильтра 5x5 для каждого фрагмента.

Для MSAA используемый метод усредняет все выборки по весам, вычисленным на основе расстояния между выборками.

My попытка объединения обоих, найденная в pastebin ниже, применяет отображение тонов к каждому образцу, а затем усредняет их для вычисления окончательного цвета фрагмента.

Производительность (как и следовало ожидать?) ужасная: при 25 поисках на образец, раз 4 для 4xMSAA, я предполагаю, что GPU тратит большую часть своего времени на поиск моей текстуры FBO. Переключение на кодовый путь, управляемый униформой use_HDR в коде, снижает производительность с 400 + fps до менее 10 для простой сцены.

У меня двоякий вопрос:

• это разумный метод выполнения тонального отображения? Если не, что бы вы посоветовали?

• как следует комбинировать фильтры на основе MSAA и свертки? Я предполагаю, что у меня снова возникнет эта проблема для любого фильтра, который должен искать соседние тексели, то есть почти что угодно вроде bloom, blur и т. Д.?

Код:

#version 330
in Data
{
    vec4 position;
    vec4 normal;
    vec4 color;
    vec2 texCoord;
    mat4 mvp;
    mat4 mv;
} gdata;

out vec4 outputColor;
uniform sampler2DMS tex;
uniform sampler1D lum_to_exposure;
uniform samplerBuffer weights;
uniform int samplecount;
uniform bool use_HDR;

vec4 tone_map(vec4 color, float exp)
{
    return 1.0f - exp2(-color * exp);
}

const ivec2 tc_offset[25] = ivec2[](ivec2(-2, -2), ivec2(-1, -2), ivec2(0, -2), ivec2(1, -2), ivec2(2, -2),
                                    ivec2(-2, -1), ivec2(-1, -1), ivec2(0, -1), ivec2(1, -1), ivec2(2, -1),
                                    ivec2(-2,  0), ivec2(-1,  0), ivec2(0,  0), ivec2(1,  0), ivec2(2,  0),
                                    ivec2(-2,  1), ivec2(-1,  1), ivec2(0,  1), ivec2(1,  1), ivec2(2,  1),
                                    ivec2(-2,  2), ivec2(-1,  2), ivec2(0,  2), ivec2(1,  2), ivec2(2,  2));

void main()
{
    ivec2 itexcoords = ivec2(floor(textureSize(tex) * gdata.texCoord));
    float tex_size_x = textureSize(tex).x;
    float tex_size_y = textureSize(tex).y;
    outputColor = vec4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    // for each sample in the multi sample buffer...
    for (int i = 0; i < samplecount; i++)
    {
        // ... calculate exposure based on the corresponding sample of nearby texels
        vec4 sample;
        if (use_HDR)
        {
            sample = texelFetch(tex, itexcoords, i);

            // look up a 5x5 area around the current texel
            vec4 hdr_samples[25];
            for (int j = 0; j < 25; ++j)
            {
                ivec2 coords = clamp(itexcoords + tc_offset[j], ivec2(0, 0), ivec2(tex_size_x, tex_size_y));
                hdr_samples[j] = texelFetch(tex, coords, i);
            }
            // average the surrounding texels
            vec4 area_color = (
                     ( 1.0f * (hdr_samples[0] + hdr_samples[4] + hdr_samples[20] + hdr_samples[24])) +
                     ( 4.0f * (hdr_samples[1] + hdr_samples[3] + hdr_samples[5] + hdr_samples[9]
                             + hdr_samples[15] + hdr_samples[19] + hdr_samples[21] + hdr_samples[23])) +
                     ( 7.0f * (hdr_samples[2] + hdr_samples[10] + hdr_samples[14] + hdr_samples[22])) +
                     (16.0f * (hdr_samples[6] + hdr_samples[8] + hdr_samples[16] + hdr_samples[18])) +
                     (26.0f * (hdr_samples[7] + hdr_samples[11] + hdr_samples[13] + hdr_samples[17])) +
                     (41.0f * (hdr_samples[12]))
                     ) / 273.0f;
            // RGB to luminance formula : lum = 0.3R + 0.59G + 0.11B
            float area_luminance = dot(area_color.rgb, vec3(0.3, 0.59, 0.11));
            float exposure = texture(lum_to_exposure, area_luminance/2.0).r;
            exposure = clamp(exposure, 0.02f, 20.0f);


            sample = tone_map(sample, exposure);
        }
        else
            sample = texelFetch(tex, itexcoords, i);

        // weight the sample based on its position
        float weight = texelFetch(weights, i).r;
        outputColor += sample * weight;
    }
}