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WebGL GPGPUでfloatの結果を得る

現在の仕様だとふつうにやるのは無理そうだったので、vec4にエンコードして返して、javascript側でデコードするようにした。

シェーダ側。

vec4 nvjs_encode_float(float v)
{
  vec4 c = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
  if (v < 0.0) {
    c[0] += 64.0;
    v = -v;
  }
  float f = 0.0;
  float e = ceil(log2(v));
  float m = v * exp2(-e);
  if (e < 0.0) {
    e = -e;
    c[0] += 128.0;
  }
  c[0] += e;
  m *= 255.0;
  f = floor(m);
  c[1] = f;
  m  -= f;
  m *= 255.0;
  f = floor(m);
 c[2] = f;
  m  -= f;
  m *= 255.0;
  c[3] = floor(m);
  return c * 3.921569E-03;
}

0に指数部と指数部の符号と仮数部の符号を入れて、1-3に仮数部を入れる。ビット演算が使えないので足してます・・・。

javascript

nvjs.gpu.exp2_table =
    [
     2.168404E-19, 4.336809E-19, 8.673617E-19, 1.734723E-18,
     3.469447E-18, 6.938894E-18, 1.387779E-17, 2.775558E-17,
     5.551115E-17, 1.110223E-16, 2.220446E-16, 4.440892E-16,
     8.881784E-16, 1.776357E-15, 3.552714E-15, 7.105427E-15,
     1.421085E-14, 2.842171E-14, 5.684342E-14, 1.136868E-13,
     2.273737E-13, 4.547474E-13, 9.094947E-13, 1.818989E-12,
     3.637979E-12, 7.275958E-12, 1.455192E-11, 2.910383E-11,
     5.820766E-11, 1.164153E-10, 2.328306E-10, 4.656613E-10,
     9.313226E-10, 1.862645E-09, 3.725290E-09, 7.450581E-09,
     1.490116E-08, 2.980232E-08, 5.960464E-08, 1.192093E-07,
     2.384186E-07, 4.768372E-07, 9.536743E-07, 1.907349E-06,
     3.814697E-06, 7.629395E-06, 1.525879E-05, 3.051758E-05,
     6.103516E-05, 1.220703E-04, 2.441406E-04, 4.882812E-04,
     9.765625E-04, 1.953125E-03, 3.906250E-03, 7.812500E-03,
     1.562500E-02, 3.125000E-02, 6.250000E-02, 1.250000E-01,
     2.500000E-01, 5.000000E-01, 1.000000E+00, 2.000000E+00,
     4.000000E+00, 8.000000E+00, 1.600000E+01, 3.200000E+01,
     6.400000E+01, 1.280000E+02, 2.560000E+02, 5.120000E+02,
     1.024000E+03, 2.048000E+03, 4.096000E+03, 8.192000E+03,
     1.638400E+04, 3.276800E+04, 6.553600E+04, 1.310720E+05,
     2.621440E+05, 5.242880E+05, 1.048576E+06, 2.097152E+06,
     4.194304E+06, 8.388608E+06, 1.677722E+07, 3.355443E+07,
     6.710886E+07, 1.342177E+08, 2.684355E+08, 5.368709E+08,
     1.073742E+09, 2.147484E+09, 4.294967E+09, 8.589935E+09,
     1.717987E+10, 3.435974E+10, 6.871948E+10, 1.374390E+11,
     2.748779E+11, 5.497558E+11, 1.099512E+12, 2.199023E+12,
     4.398047E+12, 8.796093E+12, 1.759219E+13, 3.518437E+13,
     7.036874E+13, 1.407375E+14, 2.814750E+14, 5.629500E+14,
     1.125900E+15, 2.251800E+15, 4.503600E+15, 9.007199E+15,
     1.801440E+16, 3.602880E+16, 7.205759E+16, 1.441152E+17,
     2.882304E+17, 5.764608E+17, 1.152922E+18, 2.305843E+18
     ];
nvjs.gpu.decode_float = function(c, i)
{
    var m = c[i + 1] * 3.921569E-03
      + c[i + 2] * 1.537870E-05
      + c[i + 3] * 6.030863E-08;
    var e = c[i + 0];
    var i_sign = 0;

    if  (e & 0x80) {
        i_sign = 1;
        e &= ~0x80;
    }
    if (e & 0x40) {
        m = -m;
        e &= ~0x40;
    }
    if (i_sign) {
        e = -e;
    }

    return m * nvjs.gpu.exp2_table[e + 62];
};

404 Not Found
のrun3とrun4で使っています。
微妙にずれてますけど、JavaScript側と精度が違うし、まあいいんじゃないでしょうか。

遅い!!

run4に大量の数値の合計を求めるという実用的っぽいコードを入れたのですが、思っていたよりもかなり遅いというか、Google Chrome速いなーと思いました。
実際の計算は速いけど、シェーダのコードをコンパイルしたりバッファを作ったり、データを転送したりしているオーバーヘッドでとても遅くなっているので、なんとか。

僕の環境だとこう

4194304 個の乱数を合計

GPU       : 2.7687404533566324(132ms[setup: 73ms, data transfer: 40ms, sum: 19ms]
JavaScript: 2.768740777102131(183ms)

1.3863636363636365X Faster!!!111

sumの部分がカーネルの実行と結果の取得でそこだけみると8倍くらいは速いけど、そこまで行くための処理が……。