我应该在 GLSL 中使用条件分支来避免可能的纹理查找吗？

Question

我有一系列关于 GLSL 中不统一的流量控制及其在现代桌面 GPU 上的性能成本的问题。首先，我想指出，我已经阅读了手册，但仍然没有找到答案。让我们开始吧。

1. Alpha 检查和零乘优化。哪个片段着色器运行得更快？（两者的标题相同）

   in vec2 textureCoordIn; //interpolated texture coords from vertex shader
   out vec4 outputColor; //resulted color should be here
   uniform sampler2D alphaMask; // splat alpha mask for textures1-4;
   uniform sampler2D mainTexture1;
   uniform sampler2D mainTexture2;
   uniform sampler2D mainTexture3;
   uniform sampler2D mainTexture4;
   
   void main(){
       vec4 maskValues = texture(alphaMask,textureCoordIn);
       if (maskValues.r>0){
           outputColor += maskValues.r * texture(mainTexture1,textureCoordIn);
       }
       if (maskValues.g>0){
           outputColor += maskValues.g * texture(mainTexture2,textureCoordIn);
       }
       if (maskValues.b>0){
           outputColor += maskValues.b * texture(mainTexture3,textureCoordIn);
       }
       if (maskValues.w>0){
           outputColor += maskValues.w * texture(mainTexture4,textureCoordIn);
       }
   }
   

   或者

   void main(){
       vec4 maskValues = texture(alphaMask,textureCoordIn);
       outputColor += maskValues.r * texture(mainTexture1,textureCoordIn);
       outputColor += maskValues.g * texture(mainTexture2,textureCoordIn);
       outputColor += maskValues.b * texture(mainTexture3,textureCoordIn);
       outputColor += maskValues.w * texture(mainTexture4,textureCoordIn);
   }
   

   假设 maskValues 在 50% 的情况下可以为零。哪种着色器执行速度更快？同样有趣的是，如果 glsl 具有针对零乘法的内置优化。有人知道吗？

2. 纹理数组可能存在错误的索引优化。避免未定义的行为？假设我们有纹理数组（sampler2DArray）。每个顶点都有 ivec4 属性，该属性包含该纹理数组的 4 个纹理索引。在片段着色器中，我们需要返回该索引的纹理颜色总和。仙女简单。但是，如果我们想处理索引可以指向“空”纹理的情况，我们应该做什么。在初始化步骤中，我们可以将此索引（顶点属性）设置为“-1”，这意味着 vec4(0,0,0,0) 颜色。处理它的最佳（也是正确的！）方法是什么？

   in vec2 textureCoordIn; //interpolated texture coords from vertex shader
   out vec4 outputColor; //resulted color should be here
   uniform sampler2DArray globalTextureArray;
   flat in ivec4 textureIndexes;
   
   void main(){
       if (textureIndexes.x > -1){
           outputColor += texture(globalTextureArray, vec3(textureCoordIn,textureIndexes.x));
       }
       if (textureIndexes.y > -1){
           outputColor += texture(globalTextureArray, vec3(textureCoordIn,textureIndexes.y));
       }
       if (textureIndexes.z > -1){
           outputColor += texture(globalTextureArray, vec3(textureCoordIn,textureIndexes.z));
       }
       if (textureIndexes.w > -1){
           outputColor += texture(globalTextureArray, vec3(textureCoordIn,textureIndexes.w));
       }
   }
   

   或者

   我们应该将“假”（透明黑色）纹理放入 globalTextureArray 中，并使用它们的索引来处理这种情况。那么哪个更快 - if-else fork 或 4x 纹理查找？