Ветвления и память(и особенно ветвления) - это ключевые вещи которые тормозят исполнение на GPU. Локальной памяти у него с гулькин нос ) Ветвления он в принципе может делать, но при возникновении ситуаций ветвления скорость может падать фатально, и быть ниже чем если то же самое просто на CPU исполнить

В этом смысле с точки зрения производительности шейдеру зачастую может быть выгоднее посчитать SDF для каждого объекта каждый раз, чем делать выбор для какого считать, для какого нет. Потому что выбор - это ветвление. Но тут опять же зависит от количества объектов. В некоторых случаях может быть целесообразно разветвить, например, по тем же BVH

Во-вторых, хотя шейдер в принципе может быть достаточно большим(в плане числа инструкций), он на самом деле совсем не бесконечный. И при инлайменте, посколько SDF функции как правило как-то взаимосвязаны друг с другом, он растет с "комбинаторной" скоростью. То есть у вас есть некая сцена собранная комбинациями функций. Вы добавляете ещё одну комбинацию, и она, соответственно, увеличивает объем шейдерного кода(условно) сразу в два раза

Это в свою очередь накладывает ограничение на число уникальных сущностей на сцене, которые вы можете таким образом задать

Причем, с ростом числа сущностей и эффектов с ними, вы будете получать ситуацию, при которой сама сцена, возможно, будет рендериться сравнительно быстро, но загрузка шейдера на каждое следующее изменение в его тексте, через OpenGL, может занимать заметное время. Грубо говоря, десятки секунд, а потом и вовсе упадет вплоть до зависания видеокарты. )

Ой-ой-ой

Не весело

То есть комплексность сцены весьма ограничена?

Ну, тут штука в том, на самом деле, что сегодня, по большому счету, просто нет железа подходящего под эти задачи

GPU были спроектированы для быстрого рендеринга однотипных и как правило довольно простых сущностей(полигонов), а не для интерпретации очень объемных программ. То что делают ребята из демо-сцены — это всё делается на пределе возможностей видеокарты, и зачастую они добиваются результата очень кропотливой и ручной, само собой, оптимизацией внутри кода шейдера под конкретную сцену, которую они хотят построить

То есть чистый SDF для 3д на текущий момент не самое адекватное решение?

Понимаете, смотря что вы хотите получить на выходе

А что насчёт той идее с переводом SDF объектов в воксели? По сути требуются те же самые операции загрузки и выгрузки шейдеров

Ну у меня 2 варианта скажем так

Либо чистые реймарчнутые SDF, либо sparse voxel DAG

Приоритетнее первое, но как вы сказали это не совсем возможно на текущий момент

Насчёт ГПУ, я так понимаю шейдеры загружаются в ГПУ память? Та которая медленная но большая.
1.Возможно ли к каждому сектору экрана применить свои шейдеры?
2. Возможно ли заставить ГПУ обрабатывать 2 паралельнвх шейдера на одном секторе экрана (подумал что сдф можно распиливать на слои и накладывать друг на друга)

Я не очень понимаю, как воксели тут помогут. Рендеринг вокселей, поскольку это однотипные объекты, и их действительно можно реорганизовать в некую Octree иерархию, вероятно можно рендерить сравнительно быстро. Это конечно отдельная большая задача, но полагаю это вполне возможно. Вопрос весь в том, где вы будете брать сами воксели. Если у вас изначально сцена задается SDF полем, его ведь всё равно нужно где-то отмаршировать. Если маршировать на стороне GPU вы получаете тот же набор проблем, которые я описал выше. Если на стороне CPU, ну вы просто делаете рендер на CPU получается, и вам на самом деле GPU как бы и вообще становится не нужен вовсе.

Да, я уже понял что тут ситуация весьма патовая

Не посоветуете какие-нибудь книги или статьи по работе с ГПУ и всех подобных тонкостях?