シェーダーでの 16 ビット精度の使用

デフォルトでは、GPU で 32 ビット精度が使用されます。GPU の計算には代わりに 16 ビット精度を使用できます。これにはモバイルプラットフォームで以下の利点があります。

• シェーダーで使用するメモリ、帯域幅、電力が少なくなります。
• 計算が速くなります。使用するビット数が少なくなることで、GPU によるレジスター割り当てを改善できます。

16 ビット変数の作成

シェーダーで 16 ビット精度を使用するには、スカラー、ベクトル、またはマトリックスを宣言するときに、half を使用します。 例:

half _Glossiness;
half4 _Color;
half4x4 _Matrix;

テクスチャサンプラーで 16 ビット精度を使用するには、宣言時に _half を追加します。 例:

Texture2D<half4> _MainTex;

シェーダー計算によっては、16 ビット精度では不十分な場合があります。それが原因で、カラーバンディングやスタッタージオメトリなど、目に見えるエラーが発生する可能性があります。エラーをチェックするには、half をサポートするプラットフォームでプロジェクトを実行します。エラーがある場合は、代わりに float を使用します。

half 変数は、32 ビットのサイズと整列でバッファに格納されます。

さまざまなプラットフォームでの 16 ビット値の使用

デフォルトでは、macOS を使用するプラットフォームなど、Unity の高パフォーマンスプラットフォームでは half は効果がありません。half 変数は float になり、GPU の計算には 32 ビット値が使用されます。

さまざまなプラットフォームで 16 ビット精度を使用するには、Edit > Project Settings > Player に移動して、Shader Precision Model を Uniform に設定します。これで、HLSL コードの half は以下のように扱われるようになります。

• スカラー場合は min16float
• テクスチャサンプルの場合は float

Unity がシェーダーをコンパイルするときには、min16float がプラットフォームのデータ型になり、16 ビット精度での計算をサポートしている GPU では、それが可能になります。 例:

• DirectX 11 または 12 を使用する場合、変数は min16float のまま変わりません。
• OpenGL を使用する場合、変数は mediump になります。
• Vulkan を使用する場合、変数は RelaxedPrecision Float になります。
• Metal を使用する場合、変数は float になりますが、GPU の計算には 16 ビット値が使用されます。

テクスチャの Shader Precision Model 設定をオーバーライドするには、テクスチャサンプラーを宣言するときに _half を追加します。例えば Texture2D<half4> _MainTex です。

追加リソース

• Microsoft HLSL ドキュメントの スカラーデータ型
• HLSL データ型
• シェーダーのランタイムパフォーマンスの最適化
• 様々なグラフィックス API のためのシェーダーの書き方