多次调用texture2D致皮肤磨皮Fragment Shader性能低下求优化

针对Galaxy A6设备上因YUV三纹理采样次数过多（单帧55,296,000次）导致的磨皮Shader性能问题，以下是针对性的优化方案：

1. 合并YUV为单RGB纹理，消除多纹理访问开销 #

• 将输入的Y、U、V三纹理提前转换为单张RGB纹理，后续磨皮计算仅针对该RGB纹理采样：
  • 实时视频场景：可在帧解码后通过CPU转RGB，或用GPU Compute Shader批量完成YUV转RGB预处理，避免在片段着色器中频繁跨多纹理采样。
  • 核心优势：彻底消除多纹理切换的采样开销，单帧采样次数直接降低为原有的1/3。

2. 剥离YUV转色与模糊采样逻辑，减少重复计算 #

• 禁止在20次模糊采样循环中重复调用greenValue()做YUV转绿通道计算：
  • 若磨皮仅需对亮度（Y通道）模糊：先采样当前像素的U、V值并缓存，仅对Y纹理做20次模糊采样，最后用模糊后的Y值+缓存的U/V值计算最终绿色通道值。单帧采样次数可降至约18.8M（1280720(1+20)），减少70%采样量。
  • 若需全通道模糊：在片段着色器主逻辑中，先对当前像素的Y、U、V各采样一次并转成RGB值缓存，模糊阶段直接复用缓存的色彩关系，或仅对Y纹理做模糊后映射回RGB通道。

3. 优化模糊采样策略，提升GPU缓存利用率 #

• 使用可分离高斯模糊核：将原本20次的非分离采样拆分为水平+垂直两次采样（比如10次水平+10次垂直），总采样次数不变，但GPU可利用纹理缓存的局部性大幅提升采样效率（Mali-T830对连续纹理采样的缓存命中率更高）。
• 降低采样次数：在保证磨皮效果的前提下，将20次采样减少到12-16次，或用双线性过滤替代部分采样（比如用较大步长的双线性采样模拟多次小步长采样）。

4. 复用采样结果，避免冗余texture2D调用 #

• 在片段着色器中，将重复使用的采样坐标对应的纹理值缓存到临时变量，比如相邻模糊采样点若有重叠，直接复用已采样结果，减少冗余的texture2D调用。
• 利用GPU共享内存（OpenGL ES 3.1+支持）：将当前工作组内像素需要的YUV纹理区域提前采样到共享内存，供组内所有像素复用，减少跨纹理的全局内存访问次数。

5. 适配硬件的纹理格式与采样器优化 #

• 确保YUV纹理使用Galaxy A6（Mali-T830）原生支持的格式，比如Android平台的YUV_420_888对应纹理格式，避免GPU额外的格式转换开销。
• 配置采样器过滤模式为GL_LINEAR或GL_NEAREST时匹配纹理存储格式；使用纹理swizzle功能将Y/U/V通道直接映射到RGB通道，减少采样后的通道转换计算。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Viète