像素着色器中的Mandelbrot

Question

我现在正在使用Mandelbrot集的DirectX 11版本。到目前为止，我所做的是创建一个带有纹理的四边形。我可以使用Pixel Shader着色点，但是由于某些原因，Pixel Shader中设置的Mandelbrot无法返回预期的结果。我用普通的C ++代码测试了逻辑，并且得到了相同的结果。知道代码有什么问题吗？我有使用Python的合适版本，并且我刚刚复制了代码，但似乎缺少了某些东西。

集合的宽度为2.5（将图像拉伸一点）。假设窗口为1024 * 960，最大迭代1000。我使用Shader Model 5.0进行了编译。它以默认设置开头]

RealStart = -2.0;
ImagStart = -1.25;

通过常量缓冲区传递

cbuffer cBuffer
{
    double RealStart; 'equals -2.5 from the default view of the set
    double ImagStart; 'equals -1.25 from the default view of the set
};

// Pixel Shader
float4 main(float4 position : SV_POSITION) : SV_TARGET
{
    double real, imag;
    double real2, imag2;
    int ite = 0;
    float4 CalcColor = { 1.0f , 1.0f, 1.0f, 1.0f };
    'position is the position of the pixel from 1.0f to 0.0f
    real = RealStart + (double) position.x / 1024 * 2.5;
    imag = ImagStart + (double) position.y / 960 * 2.5;

    for (int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        'breaking down the complex number by its constituents
        real2 = real * real;
        imag2 = imag * imag;

        if (real2 + imag2 > 4.0)
        {
            break;
        }
        else {
            imag = 2 * real * imag + ImagStart;
            real = real2 - imag2 + RealStart;
            ite++;
        }
    }

    CalcColor[0] = (float) (ite % 333) / 333 ;
    CalcColor[1] = (float) (ite % 666) / 666 ;
    CalcColor[2] = (float) (ite % 1000) / 1000;

    return CalcColor;
}

编辑Python版本

def Mandelbrot(creal, cimag, maxNumberOfIterations):
    real = creal
    imag = cimag

    for numberOfIterations in range(maxNumberOfIterations):
        real2 = real * real
        imag2 = imag * imag

        if real2 + imag2 > 4.0:
            return numberOfIterations

        imag = 2 * real * imag + cimag
        real = real2 - imag2 + creal

    return maxNumberOfIterations

creal，cimag和都是像这样创建的，然后循环遍历。

realAxis = np.linspace(realStart, realStart + width, dim)
imagAxis = np.linspace(imagStart, imagStart + width, dim)

它将maxNumberOfIterations返回到二维数组，该数组用于绘制Mandelbrot集。

Answer 1

错误是在其他情况下也需要缩放ImagStart和RealStart。着色器中的代码已作如下修改：

cbuffer cBuffer
{
    double2 C;
    float2 Param;
    float MaxIt;
};


// Pixel Shader
float4 main(float4 position : SV_POSITION, float2 texcoord : TEXCOORD) : SV_TARGET
{
    double real, imag;
    double real2, imag2;
    uint ite = 0;
    float4 CalcColor = { 1.0f , 1.0f, 1.0f, 1.0f };

    real = C.x + ((double) texcoord.x - 0.5) * 2.0 * 2.5;
    imag = C.y + ((double) texcoord.y - 0.5) * 2.0 * 2.5;

    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        real2 = real * real;
        imag2 = imag * imag;

        if (real2 + imag2 > 4.0)
        {
            break;
        }
        else {
            imag = 2 * real * imag + C.y + ((double) texcoord.y - 0.5) * 2.0 * 2.5;
            real = real2 - imag2 + C.x +   ((double) texcoord.x - 0.5) * 2.0 * 2.5;
            ite++;
        }
    }

    if (ite > 100)
        ite = 100;

    CalcColor[0] = (float)(ite % 33) / 33;
    CalcColor[1] = (float)(ite % 66) / 66;
    CalcColor[2] = (float)(ite % 100) / 100;

    return CalcColor;
}

正确绘制了Mandelbrot设置，但是我无法从常量缓冲区中检索“ Param”和“ MaxIt”。

CBUFFER结构看起来像这样：

struct CBUFFER
{
    double rStart, iStart;
    float Width, Zoom;
    float MaxIt;
};

Constantbuffer的标准设置：

// define and set the constant buffer
D3D11_BUFFER_DESC bd = { 0 };

bd.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
bd.ByteWidth = sizeof(CBUFFER);
bd.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;


dev->CreateBuffer(&bd, nullptr, &constantbuffer);

CBUFFER cBuffer;
cBuffer.iStart = ImagStart; '-2.0
cBuffer.rStart = RealStart; '-1.25
cBuffer.Width = 2.5;
cBuffer.Zoom = 1;
cBuffer.MaxIt = Iterations; '100

devcon->UpdateSubresource(constantbuffer.Get(), 0, 0, &cBuffer, 0, 0);

// tell the GPU which texture to use
devcon->PSSetShaderResources(0, 1, texture.GetAddressOf());

任何线索为什么cBuffer中的其他参数都不可读？还有我不明白的错误。例如，如果我将Param更改为double2并相应地更改结构，则会出现错误。鉴于常量缓冲区必须打包为16个字节，因此应该可以工作。 2x8代表DoubleImageStart和RealStart = 16bytes，Param + float MaxIt（16 + 16 + 4）相同。如果我将所有内容都更改为float，则也存在相同的类型或错误，这在理论上也应该起作用。前16个字节包中有4个浮点数，第二个（16 + 4）中有1个浮点数。