]> git.sesse.net Git - nageru/commitdiff
Pack the two b values in the equations with shared exponent.
authorSteinar H. Gunderson <sgunderson@bigfoot.com>
Sat, 21 Jul 2018 08:58:59 +0000 (10:58 +0200)
committerSteinar H. Gunderson <sgunderson@bigfoot.com>
Sat, 21 Jul 2018 08:58:59 +0000 (10:58 +0200)
equations.frag
sor.frag

index 190be60adc3a2dea2652371d55b72075a87af665..3dc21ec0e9e3a6d6a1ad126b0e2a4eacf7a84bca 100644 (file)
@@ -11,6 +11,44 @@ uniform sampler2D smoothness_x_tex, smoothness_y_tex;
 // TODO: Consider a specialized version for the case where we know that du = dv = 0,
 // since we run so few iterations.
 
+// Similar to packHalf2x16, but the two values share exponent, and are stored
+// as 12-bit fixed point numbers multiplied by that exponent (the leading one
+// can't be implicit in this kind of format). This allows us to store a much
+// greater range of numbers (8-bit, ie., full fp32 range), and also gives us an
+// extra mantissa bit. (Well, ostensibly two, but because the numbers have to
+// be stored denormalized, we only really gain one.)
+//
+// The price we pay is that if the numbers are of very different magnitudes,
+// the smaller number gets less precision.
+uint pack_floats_shared(float a, float b)
+{
+       float greatest = max(abs(a), abs(b));
+
+       // Find the exponent, increase it by one, and negate it.
+       // E.g., if the nonbiased exponent is 3, the number is between
+       // 2^3 and 2^4, so our normalization factor to get within -1..1
+       // is going to be 2^-4.
+       //
+       // exponent -= 127;
+       // exponent = -(exponent + 1);
+       // exponent += 127;
+       //
+       // is the same as
+       //
+       // exponent = 252 - exponent;
+       uint e = floatBitsToUint(greatest) & 0x7f800000u;
+       float normalizer = uintBitsToFloat((252 << 23) - e);
+
+       // The exponent is the same range as fp32, so just copy it
+       // verbatim, shifted up to where the sign bit used to be.
+       e <<= 1;
+
+       // Quantize to 12 bits.
+       uint qa = uint(int(round(a * (normalizer * 2047.0))));
+       uint qb = uint(int(round(b * (normalizer * 2047.0))));
+
+       return (qa & 0xfffu) | ((qb & 0xfffu) << 12) | e;
+}
 
 void main()
 {
@@ -106,5 +144,5 @@ void main()
        equation.x = floatBitsToUint(1.0 / A11);
        equation.y = floatBitsToUint(A12);
        equation.z = floatBitsToUint(1.0 / A22);
-       equation.w = packHalf2x16(vec2(b1, b2));
+       equation.w = pack_floats_shared(b1, b2);
 }
index dc4a5b8af4fdb19910819ffb39a96ee06246163f..25f0ce56337732bc4e0206792b8c1ee2307a4351 100644 (file)
--- a/sor.frag
+++ b/sor.frag
@@ -6,13 +6,30 @@ out vec2 diff_flow;
 uniform sampler2D diff_flow_tex, smoothness_x_tex, smoothness_y_tex;
 uniform usampler2D equation_tex;
 
+// See pack_floats_shared() in equations.frag.
+vec2 unpack_floats_shared(uint c)
+{
+       // Recover the exponent, and multiply it in. Add one because
+       // we have denormalized mantissas, then another one because we
+       // already reduced the exponent by one. Then subtract 20, because
+       // we are going to shift up the number by 20 below to recover the sign bits.
+       float normalizer = uintBitsToFloat(((c >> 1) & 0x7f800000u) - (18 << 23));
+       normalizer *= (1.0 / 2047.0);
+
+       // Shift the values up so that we recover the sign bit, then normalize.
+       float a = int(uint(c & 0x000fffu) << 20) * normalizer;
+       float b = int(uint(c & 0xfff000u) << 8) * normalizer;
+
+       return vec2(a, b);
+}
+
 void main()
 {
        uvec4 equation = texture(equation_tex, tc);
        float inv_A11 = uintBitsToFloat(equation.x);
        float A12 = uintBitsToFloat(equation.y);
        float inv_A22 = uintBitsToFloat(equation.z);
-       vec2 b = unpackHalf2x16(equation.w);
+       vec2 b = unpack_floats_shared(equation.w);
 
        // Subtract the missing terms from the right-hand side
        // (it couldn't be done earlier, because we didn't know