GLSL ES 2.0（适用于iPhone/iPod touch/iPad）中，highp浮点数的精度是多少？

Question

GLSL ES 2.0（适用于iPhone/iPod touch/iPad）中，highp浮点数的精度是多少？

iphoneopengl-esglsl

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我有一个着色器，理想情况下需要28位尾数，但可以使用较少的位数来降低性能。如何确定OpenGL ES中“highp”精度是多少？它可能是FP24，具有16位尾数，但我无法确定或询问OpenGL。有什么想法吗？

- gonzojive

3个回答

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在我对自己一系列昂贵的玩具进行测试时:

无论是int还是float，在片元着色器和顶点着色器中的精度和范围都是相同的。

因此，我不会详尽列出所有组合。

另外，请注意int的精度始终定义为0。

PowerVR SGX543MP3 (iPhone 5):

Floats
- Low: precision = 8, range = 0 to 0 (推测意味着我们不能指望 lowp 可以精确地表示达到 2 或 -2 的值，不过我不知道如何进行测试，也不应该过于关注这些限制，遇到问题时只需使用 mediump)
- Medium: precision = 10, range = 15 to 15 (满足规范)
- High: precision = 23, range = 127 to 127 (超出规范)
Ints
- Low: range = 23 to 23 (超出规范)
- Medium: range = 23 to 23 (超出规范)
- High: range = 23 to 23 (超出规范)

A7 & PowerVR G6430 (iPad Air):

Floats
- Low: precision = 10, range = 15 to 15 (超出规范)
- Medium: precision = 10, range = 15 to 15 (满足规范)
- High: precision = 23, range = 127 to 127 (超出 ES 2.0 规范，满足 3.0 规范)
Ints
- Low: range = 15 to 14 (超出规范)
- Medium: range = 15 to 14 (超出 ES 2.0 规范，满足 ES 3.0 规范)
- High: range = 31 to 30 (超出 ES 2.0 规范，满足 ES 3.0 规范)

A8 & PowerVR GX6450 (iPhone 6 Plus):

Floats
- Low: precision = 10, range = 15 to 15 (超出规范)
- Medium: precision = 10, range = 15 to 15 (满足规范)
- High: precision = 23, range = 127 to 127 (超出 ES 2.0 规范，满足 3.0 规范)
Ints
- Low: range = 15 to 14 (超出规范)
- Medium: range = 15 to 14 (超出 ES 2.0 规范，满足 ES 3.0 规范)
- High: range = 31 to 30 (超出 ES 2.0 规范，满足 ES 3.0 规范)

以下是查询数值的示例。

int range[2], precision;
glGetShaderPrecisionFormat(GL_FRAGMENT_SHADER, GL_HIGH_FLOAT, range, &precision);
NSLog(@"Fragment shader high precision float range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_FRAGMENT_SHADER, GL_MEDIUM_FLOAT, range, &precision);
NSLog(@"Fragment shader medium precision float range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_FRAGMENT_SHADER, GL_LOW_FLOAT, range, &precision);
NSLog(@"Fragment shader low precision float range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);

glGetShaderPrecisionFormat(GL_FRAGMENT_SHADER, GL_HIGH_INT, range, &precision);
NSLog(@"Fragment shader high precision int range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_FRAGMENT_SHADER, GL_MEDIUM_INT, range, &precision);
NSLog(@"Fragment shader medium precision int range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_FRAGMENT_SHADER, GL_LOW_INT, range, &precision);
NSLog(@"Fragment shader low precision int range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);

glGetShaderPrecisionFormat(GL_VERTEX_SHADER, GL_HIGH_FLOAT, range, &precision);
NSLog(@"Vertex shader high precision float range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_VERTEX_SHADER, GL_MEDIUM_FLOAT, range, &precision);
NSLog(@"Vertex shader medium precision float range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_VERTEX_SHADER, GL_LOW_FLOAT, range, &precision);
NSLog(@"Vertex shader low precision float range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);

glGetShaderPrecisionFormat(GL_VERTEX_SHADER, GL_HIGH_INT, range, &precision);
NSLog(@"Vertex shader high precision int range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_VERTEX_SHADER, GL_MEDIUM_INT, range, &precision);
NSLog(@"Vertex shader medium precision int range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);
glGetShaderPrecisionFormat(GL_VERTEX_SHADER, GL_LOW_INT, range, &precision);
NSLog(@"Vertex shader low precision int range: %d %d precision: %d", range[0], range[1], precision);

我还不确定，在选择低精度类型时是否可以期望获得实质性的性能提升（即使在现在已经有三年历史的某些手机上也是如此）。

很明显，趋势是朝着与桌面硬件的融合方向发展，因为可以看到最近的GPU已完全淘汰了8位类型，并将mediump用于lowp。

- Steven Lu

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你想使用 GetShaderPrecisionFormat 查询着色器类型的范围和精度。

int range[2], precision;
glGetShaderPrecisionFormat(GL_FRAGMENT_SHADER, GL_HIGH_FLOAT, range, &precision);

这将给出高精度浮点数的范围和精度。

- Chris Dodd

你是不是指的 glGetShaderPrecisionFormat？glGetShaderPrecisionType 似乎是一个打字错误。 - gonzojive

glGetShaderPrecisionFormat 确实有效，也许您应该编辑您的回复以修复拼写错误，这样我就可以将其标记为正确。只是为了让下一个人更容易理解。感谢您的答案！ - gonzojive

糟糕 - 是我的大脑出了问题，而不是打错字 - 当我检查规范时，只是记错了名称并没有仔细查看。 - Chris Dodd

代码中又出现了一个小错误：range 应该是一个长度为2的整型数组。不过结果还是一样的。 - Minthos

什么决定了精度类型？是操作系统相关的吗？还是GPU相关的？它是否因编程语言或OpenGL版本而异？ - Aaron Franke

@AaronFranke：通常取决于GPU，但不同的驱动程序版本也可能会有所不同，特别是如果它们在CPU上执行更多或更少的操作而不是GPU。 - Chris Dodd

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可以查看英文原文，
原文链接

- Brad Larson · Accepted Answer

从OpenGL ES Shading Language 参考文献：

highp - 16位，浮点数范围：-2⁶²到2⁶²，整数范围：-2¹⁶到2¹⁶
mediump - 10位，浮点数范围：-2¹⁴到2¹⁴，整数范围：-2¹⁰到2¹⁰
lowp - 8位，浮点数范围：-2到2，整数范围：-2⁸到2⁸

在OpenGL ES 3中，这些保证已经升级，请参见GLSL ES 3.00规范：

highp - 24位，浮点数范围：-2¹²⁶到2¹²⁷，有符号整数范围：-2³¹到2³¹-1，无符号整数范围：0到2³²-1
mediump - 10位，浮点数范围：-2¹⁴到2¹⁴，有符号整数范围：-2¹⁵ 到 2¹⁵-1，无符号整数范围0到2¹⁶-1

lowp

⁸

⁹