hlsl`dst`指令有什么用？

Question

dst

“计算距离向量”：

dest = dst( src0, src1 ) ;

它说，

第一个源操作数 (src0) 假定为向量（忽略、d*d、d*d、忽略），第二个源操作数 (src1) 假设为向量（忽略、1/d、忽略、1） /d）。目的地 (dest) 是结果向量 (1, d, d*d, 1/d)。

//Code
dest.x = 1;
dest.y = src0.y * src1.y;
dest.z = src0.z;
dest.w = src1.w;

这到底是什么意思？为什么要使用它？

Answer 1

在计算机图形学中，计算向量的长度是一项非常常见的工作 - 例如计算两点之间的距离。鉴于您已经计算了点之间的差异，距离可以计算为：

d = sqrt(x*x + y*y + z*z);

不幸的是，计算一个数的根是非常昂贵的；事实上，目前已知最快的方法是首先计算根的逆，然后计算根本身，如下所示：

// invsqrt(x) := 1/sqrt(x)

dSqr = x*x + y*y + z*z;
dInv = invsqrt(d);
d = 1/dInv;

请注意，最后一行可以替换为：

d = dSqr*dInv;

实际上，这可能确实更有效一点，因为除法往往比乘法更昂贵。

现在，通常情况下，在远处运行的部分“下游”代码可能需要的不是在

本身上运行，而是在

d*d

上运行（例如，将其插入到进一步的毕达哥拉斯式计算中），或者

1/d

（例如在雾状着色器中），甚至

1/(d*d)

（例如在照明计算中）。

通过将最终结果和中间值传递给下游代码，可以优化此类计算，或者至少更有效地实现此类计算；因此，您可能决定传递一整批基于距离的值 - 这可能就是微软所说的“距离向量”的意思：

d
d*d
1/d

现在至于为什么该向量中还有一个

，我不确定，但它导致了一个简洁的属性，即该向量包含从

到

pow(d,-1)

的

pow(d,2)

的完整幂集（虽然有点混乱）

dst

指令似乎被设计为执行组装这样一个距离向量的最后一步：首先在一个寄存器中计算距离的平方，然后在另一个寄存器中计算距离的倒数之后，

dst

指令将把这些值一起放入一个寄存器中，一路计算乘积来计算实际距离。

至于为什么输入寄存器需要在每个组件中“呈现”输入操作数，我想这是为了可以优化实现指令的微代码（实际上这可能是在中包含

的真正原因）那里）：请注意

dst

运算实际上是两个操作数的逐分量乘法，只不过每个源操作数的两个分量被

替换：

dest = (1, src0.y, src0.z, 1) * (1, src1.y, 1, src1.w);

所以：这就是

dst

指令在处理距离时的用处，微软所说的“距离向量”可能意味着什么，以及该指令的一些奇怪之处可能有其根源（双关语）。