unity 计算着色器

### Unity 计算着色器 (Compute Shader) 使用教程

#### 1. 基础概念
计算着色器是一种可以在图形处理单元（GPU）上并行执行的任务，通常用于复杂的数据处理操作。相比CPU上的串行处理方式，GPU能够提供更高的性能和效率[^3]。

#### 2. 创建与设置计算着色器
为了创建一个新的计算着色器，在Unity中可以通过右键点击项目窗口 -> Create -> Shader -> Compute Shader来完成。编写完成后将其拖拽至脚本组件中以便调用[^1]。

// 加载计算着色器资源文件
ComputeShader cs;
cs = Resources.Load<ComputeShader>("MyComputeShader");

#### 3. 编写 HLSL 代码
HLSL 是 High-Level Shading Language 的缩写形式，是微软开发的一种高级编程语言，专门用来编写DirectX下的着色程序。对于Unity而言，则是指其内部支持的一个子集版本。下面是一个简单的例子：

RWStructuredBuffer<float> Result : register(u0);
[numthreads(8, 1, 1)]
void CSMain(uint3 id : SV_DispatchThreadID)
{
    if(id.x < N && id.y < M){
        float sum = 0.0f;
        for(int i=0; i<K; ++i){
            sum += A[id.x * K + i] * B[i * M + id.y];
        }
        Result[id.x * M + id.y] = sum;
    }
}

这段代码定义了一个名为`CSMain`的函数作为入口点，并指定了每个线程组内的线程数量为8个。该示例实现了矩阵乘法运算[^2]。

#### 4. 设置参数传递给 GPU
当准备好要发送到GPU的信息之后，就需要把这些数据传送给对应的缓冲区对象了。这一步骤涉及到使用SetData方法向已分配好的缓冲区内填充具体数值；而后再通过SetBuffer接口告知计算着色器哪些内存区域应该被访问。

int kernelHandle = cs.FindKernel("CSMain");

float[] dataA = new float[N * K]; // 初始化dataA...
float[] dataB = new float[K * M]; // 初始化dataB...

var bufferA = new ComputeBuffer(N * K, sizeof(float));
bufferA.SetData(dataA);

var bufferB = new ComputeBuffer(K * M, sizeof(float));
bufferB.SetData(dataB);

var resultBuffer = new ComputeBuffer(N * M, sizeof(float));

cs.SetInt("N", N);  
cs.SetInt("M", M);   
cs.SetInt("K", K);   

cs.SetBuffer(kernelHandle, "Result", resultBuffer);
cs.SetBuffer(kernelHandle, "A", bufferA);
cs.SetBuffer(kernelHandle, "B", bufferB);

#### 5. 执行内核函数
最后一步就是实际派遣工作项去启动这些预先编写的指令序列了。这里需要注意的是如何合理规划好工作组大小以及总数目之间的关系，从而达到最佳效果[^4]。

cs.Dispatch(kernelHandle, Mathf.CeilToInt((float)N / 8), M, 1);

上述命令会按照每批次最多8个线程的方式分批提交任务直至全部完成为止。

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