iPhone 6 Plus上的GLSL atan函数结果不正确

Question

考虑以下片段着色器。当我在模拟器或iPhone 5（8.3）上运行它时，它显示了期望的颜色（红色）。如果我在iPhone 6 Plus（8.2）上运行它，则会进入第二个if子句（绿色），这显然是错误的，因为计算的正确结果应该约为1.22。如果我直接提供atan参数作为编译时常数，则计算有效。

我已经在最新的Xcode 6.2和最新的6.3 Beta上尝试过。

void main()
{
    highp float y = 0.57;
    highp float x = 0.21;

    highp float a = atan(y, x); 
    // works if changed to atan(0.57, 0.21);
    // does not work if changed to atan(y / x);

    if (a > 1.2 && a < 1.25)
    {
        // Should always come here
        // Works on Simulator, iPhone 5
        gl_FragColor = vec4(1, 0, 0, 1);
    }
    else if (a > 1.5 && a < 1.55)
    {
        // Comes here on iPhone 6 Plus
        gl_FragColor = vec4(0, 1, 0, 1);
    }

    return;
}

更新：情况变得更加复杂。

如果我按以下方式更改着色器，错误就会消失，并且atan返回正确的值。似乎我放到x和y中的任何内容都必须是编译时常量之外的其他东西。这也解决了我的生产代码中的问题，因为我根本没有编译时常量。顺便说一下，acos和asin也存在同样的问题。

highp float y = texCoord.x;
highp float x = texCoord.x;

if (x == x) // Removing this line makes error return
{
    x = 0.21;
}

if (y == y) // Removing this line makes error return
{
    y = 0.57;
}

另一个例子。这是我实际使用的方法。

如果我按照这种方式进行计算，它在 iPhone 6 上会失败：

float y = sin(lon2 - lon1) * cos(lat2);
float x = cos(lat1) * sin(lat2) - sin(lat1) * cos(lat2) * cos(lon2 - lon1);

float bearing = atan(y, x) + 2.0 * pi;

return mod(bearing, 2.0 * pi);

如果我这样做，它就可以工作：

float y = texCoord.y;
float x = texCoord.x;

if (y == y)
{
    y = sin(lon2 - lon1) * cos(lat2);
}

if (x == x)
{
    x = cos(lat1) * sin(lat2) - sin(lat1) * cos(lat2) * cos(lon2 - lon1);
}

float bearing = atan(y, x) + 2.0 * pi;

return mod(bearing, 2.0 * pi);

- Seppo

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兴趣所在，当 x < y 时，pi / 2 - tan(x, y) 是否给出您期望的结果？ - James Snook

不，它会给出完全相同（错误的）结果。 - Seppo

Answer 1

这似乎是一个编译时常量传播错误。

你的 if (x == x) 子句看起来可以被编译器消除，但由于它是一个 fp 值，它实际上是一个针对 NaN 的测试。

也就是说，将任何东西与 NaN 进行比较的结果始终为 false，即使你将该值与自身进行比较。

看起来这个测试正在阻止编译器传播你的常量值，如果你要求编译输出汇编代码，这一点应该是显而易见的。

- Terje Mathisen

Answer 2

我也在iOS13上遇到了一个与atan有关的bug。我使用这个方法来计算两点之间的角度。

float getAngle(vec2 point, vec2 center) {
  float y = point.y - center.y;
  float x = point.x - center.x;
  return atan(y, x);
}

每当我使用相同的点值调用此方法时，它会出现错误。

vec2 p1 = vec2(40.0, 30.0);
vec2 p2 = vec2(40.0, 30.0);
float angle = getAngle(p1, p2);

似乎调用atan(0.0, 0.0)会出现错误

我在iOS上使其正常工作的方法是将方法更改为以下内容

float getAngle(vec2 point, vec2 center) {
  float y = point.y - center.y;
  float x = point.x + 0.000000001 - center.x;
  return atan(y, x);
}

添加0.000000001可以确保两个点之间的减法不会等于0。

- Patrick Matte

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这刚好解决了我在iOS上遇到的问题，谢谢！ - Kelly Milligan