[自学记录09*]关于模糊效果降采样优化性能的小实验
一、降采样在模糊中的优化
这两天接手了几个高度定制化的模糊，包括不限于放射和旋转状的径向模糊，移轴模糊，景深的散景模糊等等，这些效果在游戏中非常常见。
其实模糊的原理都差不多，无非就是对UV偏移后重新采样再求平均。
这里面最费的自然是对整张屏幕的RT采样。询问了一圈，貌似如果在低端机上采样8次就已经算非常非常高了。
那就不得不搬出一个常见的优化手段，那就是降采样。
关于降采样还有一点，在径向模糊，景深等效果中，并不是使整个屏幕的画面全部模糊，一般来说会有一段距离/一个区域是保持清晰的。（如角色释放技能，以击中点为圆心的四周一定半径范围内都是清晰的，而超出范围距离越多模糊越强烈）。
如果单纯的降采样，周围模糊的区域分辨率低又模糊了不会产生太大影响。但中间清晰的区域被降采样之后，效果会有很大折扣，这个折扣会随降采样次数增加。
所以常见的办法是渲染一张原图，再渲染一张降采样的模糊图，然后用模糊强度（以景深为例，模糊强度的插值因子就是那张做了step得到的焦距深度图）去和原图进行插值。这样没有模糊的地方就是没有被降采样的地方，效果不会变，而模糊的地方即使降采样了也不会很影响。
1.测试
由于测试机器是3060ti，加上场景压力不大，所以参数调的变态一点，先不降采样，分辨率调成4K，模糊采样2000次，可以看到，平均FPS只有10。
(1) 2 Pass，插值，无降采样，采样次数：2000
该场景分为2个Pass，先渲染一遍原分辨率的原图，然后对原图进行模糊，接着在原图和模糊的图之间进行插值。可以说是最耗，且最没有意义的测试了，因为如果不降采样没必要去多申请一张纹理再插值，当然，这部分我们后面再说。
(2) 2 Pass，插值，降采样/8，采样次数：2000
OK，我们还是用刚才的场景，这次我们开启降采样，调为8，其它参数不变，让我们来看看。
FPS涨幅非常夸张，翻了40倍。当然，因为降采样/8，采样的纹理大小是原来的64分之一，也就是比原来可以多采63张图。当然这里的涨幅这么变态的原因可能是因为瓶颈就是采样次数，因为场景本身复杂度并不高。在实际项目中可能不会有如此夸张的涨幅。
还有一点，两张图的效果明显差距很大，这是降采样带来的画面折扣，但其实不用太担心，因为我们的采样次数是2000，所以才会出现这种情况，在16采样的情况下，其实两幅画面差距不是特别明显，如下两幅图所示。
16次RT采样，降采样/8
16次RT采样，无降采样
某种意义上来说，降采样参数完全可以当模糊半径参数使用了。反正对清晰的部分没有影响。
二、先降采样再模糊or先模糊再降采样
1.DOF测试
我们前面的操作的顺序是这样的：
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先把相机存储在一张降了分辨率的RT上。
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对该降了分辨率的RT进行模糊
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把该RT和相机之间插值，返回相机。
在自己亲手操刀之前查过一些资料，他们有些的顺序是这样：
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先把相机以原分辨率存到一张RT上
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把该RT模糊，然后存到一张降采样RT上
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把降采样并且模糊了的RT和原分辨率的RT插值
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返回相机
中间一些申请纹理等等操作当然可以优化的更简练一些。
但这不是重点，而是先模糊还是先降采样这个问题。我们在一、中做的实验的顺序是先降采样再模糊，所以帧数涨的才这么多，但是如果按照网上的一些资料先模糊再降采样呢？
其他参数都不变，仍然是4K分辨率，2000次采样，降采样/8，2 Pass，插值。
唯一区别是这次是先模糊，再降采样。可以看到，是有“提升”的，从10帧到50帧，但这是提升吗？别忘了我们最初的最初在没考虑优化和效果的时候 1个 Pass就可以完成这个效果，而10FPS那个场景是有不必要的申请纹理和插值的消耗的，所以那个结果不应该拿来和这个对比。
我们重新写一个DOF的景深效果，这次我们不考虑任何优化的事情，1个Pass，4K分辨率，插值，不降采样。
可以看到，换成单Pass以后从10FPS变到了12FPS，提升2%左右，很好想，既然怎么弄都要插值，那最后采样的模糊图肯定越小越好，那也就很好想了。
先降采样再模糊：这种顺序会节省模糊操作的消耗，同时也会节省插值前采样模糊图的消耗。
先模糊再降采样：这种顺序只是单纯的节省了插值前采样模糊图的消耗。
但是这里仍然有一个问题，那就是DOF这个效果的特殊性，这个东西无论做成单Pass还是双Pass都需要用那张深度去插值，所以实际上插值的操作我们并没有省掉，我们换一个效果继续测试，这次我们换成放射状的径向模糊。
2.径向模糊测试
首先，先看一下，单Pass，无插值，采样2000次，无降采样。大概15，16FPS这样子。
单Pass，无插值，采样2000次，无降采样
然后是，双Pass，插值，采样2000次，降采样8次，先降采样再模糊。大概400FPS。
双Pass，插值，采样2000次，降采样8次，先降采样再模糊
最后，双Pass，插值，采样2000次，降采样8次，先模糊再降采样。大概100FPS。
双Pass，插值，采样2000次，降采样8次，先模糊再降采样
可以看到，与我们前面的猜测差不多。
三、结论
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无论降采样的顺序如何，它都会降低开销
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先模糊再降采样降低消耗相对来说较少，因为它只节省了插值那步采样的消耗
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先降采样再模糊降低消耗相对来说较多，因为它节省的是每次模糊的采样消耗，采样循环次数越多，节省越明显。
由于本人刚刚开始实习，这也算是开始工作进入项目后负责的第二个问题吧，研究了两三天，写出这篇测试小实验的文章分享一下自己的小发现，大佬就当看个乐就得了，也主要是记录使用。总之研究完之后感悟还挺身的吧，在项目中的工作心态和之前自己写demo的心态也完全不一样，希望未来能赶上前辈们的脚步，共勉。