`precision highp float;`

precision highp float;는 현재 범위에서 이후에 나오는 부동소수점 선언의 기본 정밀도를 정합니다. 정밀도를 따로 지정하지 않은 float 스칼라·벡터·행렬에 highp를 적용합니다.

선언의 뜻

precision: 기본 정밀도 선언을 시작합니다.
highp: 높은 정밀도 등급을 선택합니다.
float: 부동소수점 형식에 기본값을 적용합니다.

mediump처럼 직접 지정한 한정자가 우선합니다. 새 기본값은 앞서 선언한 변수를 바꾸지 않습니다. 블록 안에서 지정한 기본값은 그 범위에서만 유효합니다.

precision highp float;
float exposure;
vec3 position;
mediump vec4 color;

셰이더 기본값

GLSL ES 1.00과 GLSL ES 3.00은 다음 스테이지 기본값을 사용합니다. 프래그먼트에서 한정자 없는 부동소수점 형식을 선언하려면 앞에 float 기본값을 두거나 선언에 직접 한정자를 지정해야 합니다.

스테이지Float 기본값Int 기본값

버텍스

highp

프래그먼트

기본값 없음

mediump

WebGL 1의 GLSL ES 1.00에서는 프래그먼트 `highp` float를 지원하지 않을 수 있습니다. WebGL 2의 GLSL ES 3.00은 이를 지원해야 합니다. WebGL 2도 GLSL ES 1.00 셰이더를 받으므로 컨텍스트와 언어 버전을 구분해야 합니다.

WebGL 1과 GLSL ES 1.00의 대체 경로

#ifdef GL_FRAGMENT_PRECISION_HIGH
precision highp float;
#else
precision mediump float;
#endif

이 조건부 선언은 이전 셰이더 언어용입니다. GLSL ES 3.00 셰이더에서는 highp를 직접 선언합니다. 높은 정밀도가 필요한 알고리즘에는 이를 지원하지 않는 기기를 위한 처리 방법이 필요합니다.

정밀도 등급 선택

규격은 각 등급의 정밀도 요구 조건을 정하며, 기기는 낮은 등급도 더 높은 정밀도로 계산할 수 있습니다. Mediump는 최소 요구 조건이 있는 등급입니다. 저장과 연산이 모든 기기에서 binary16과 같지는 않습니다.

한정자검토할 용도한계

lowp

값의 범위가 작고 오차를 허용할 수 있는 계산입니다.

계산에 필요한 범위와 정밀도를 충족해야 합니다.

mediump

범위가 제한되고 반올림 오차를 허용하는 색상 계산입니다.

좌표나 중간값에는 더 높은 정밀도가 필요할 수 있습니다.

highp

위치, 큰 좌표, 깊이에 민감한 계산이나 작은 차이를 구하는 계산에 사용합니다.

앞선 계산에서 잃은 정보를 복원하지는 못합니다.

필요한 정밀도는 계산별로 다르며 성능은 실제 출시 대상 기기에서 측정해야 합니다. 낮은 한정자가 실행 속도 향상이나 전력 절감을 보장하지는 않습니다.

작은 차이의 손실

큰 기준값에 작은 증가분을 더한 뒤 기준값을 빼는 계산입니다. 덧셈 과정의 반올림으로 증가분이 사라질 수 있습니다. 입력에 따라 두 모델에서 계산된 차이를 비교할 수 있습니다.

base는 기준값, increment는 증가분, sum은 반올림된 합입니다. 소수부 비트가 많으면 같은 크기의 값 사이에서 더 작은 차이를 구분할 수 있습니다.

정규수(normal number)에 최근접 짝수 반올림을 적용한 수학 모델입니다. 오버플로와 비정규수(subnormal number)는 다루지 않습니다. 두 모델은 실제 GPU의 mediump·highp 결과를 예측하지 않습니다.

기준값 증가분 0.25

계산식낮은 정밀도소수부 10비트높은 정밀도소수부 23비트

base + increment10241024.25

sum - base00.25

복원된 증가분: 0 / 0.25

브라우저 지원 정보

스테이지와 float 정밀도 등급별로 WebGL 컨텍스트가 반환하는 지원 정보를 조회합니다. 이 조회는 식의 실제 계산 결과, 프레임 속도나 전력 사용량을 측정하지 않습니다.

WebGL 컨텍스트

브라우저 조회를 실행하면 선택한 WebGL 컨텍스트의 정밀도 정보가 표시됩니다.

rangeMin과 rangeMax는 범위를 나타내는 지수 정보이며 최솟값·최댓값 자체가 아닙니다. precision은 정밀도 비트 정보입니다. 규격의 상대 오차 표와는 단위가 달라 직접 비교할 수 없습니다.

null은 조회 실패를 나타냅니다. WebGL 1에서 지원하지 않는 프래그먼트 HIGH_FLOAT를 조회하면 영 값들을 반환합니다. 양의 precision은 float 조회에서 지원 여부를 판단하는 기준입니다. 정수 조회에서는 precision이 영이어도 정상입니다.

프래그먼트 float 정밀도 조회

const gl = canvas.getContext('webgl2');
const format = gl?.getShaderPrecisionFormat(
  gl.FRAGMENT_SHADER,
  gl.HIGH_FLOAT,
);
if (format) {
  console.log(format.rangeMin, format.rangeMax, format.precision);
}

실제 적용

작은 차이가 중요한 위치나 큰 좌표의 계산에는 highp를 검토합니다. 가까운 원점을 쓰는 지역 좌표계로 값의 크기를 줄일 수도 있습니다.
정밀도는 최종 색상뿐 아니라 중간 계산에도 영향을 줍니다. 이미 반올림된 값을 highp로 바꾸어도 잃은 정보는 복원되지 않습니다.
두 셰이더 스테이지가 공유하는 uniform은 정밀도 선언도 일치해야 합니다. 같은 한정자를 직접 지정하면 스테이지 기본값의 차이를 피할 수 있습니다.
화질과 성능은 대상 기기에서 비교해야 합니다. 데스크톱의 결과가 같아도 모든 모바일 GPU의 오차가 같다고 볼 수는 없습니다.

자주 겪는 문제

증상확인할 내용

프래그먼트 셰이더의 정밀도 선언 오류

한정자 없는 선언 앞에 float 기본값을 두거나 선언마다 한정자를 지정합니다.

큰 좌표에서 발생하는 움직임이나 텍스처 좌표의 불연속

중간 계산의 정밀도와 좌표 크기를 확인합니다. 지역 좌표의 크기를 줄이면 오차를 완화할 수 있습니다.

그라데이션의 띠 현상

계산 정밀도와 렌더 타깃의 양자화를 확인합니다. Highp 선언이 저장 대상의 정밀도를 높이지는 않습니다.

이전 프래그먼트 셰이더의 highp 거부

Float 지원 정보를 조회하고 알고리즘에 맞는 호환 경로를 사용합니다.

자주 묻는 질문

Highp는 배정밀도인가?

Highp는 64비트 배정밀도를 요청하지 않습니다. GLSL ES 3.00의 highp float는 IEEE 단정밀도 저장 형식을 사용합니다. 내장 함수는 각각 정해진 정확도 규칙을 따릅니다.

모든 변수의 정밀도가 바뀌는가?

Float 기본값은 해당 범위에서 한정자가 없는 부동소수점 선언에 적용됩니다. 직접 지정한 한정자, 정수 기본값, 샘플러 정밀도와 텍스처 저장 형식에는 별도 규칙이 있습니다.

Mediump와 highp의 결과가 같은 이유는 무엇인가?

구현이 두 등급을 모두 높은 정밀도로 계산하거나 컴파일러 최적화로 차이가 사라질 수 있습니다. 이미지가 같다는 것은 해당 기기에서 관찰한 결과입니다.

Highp 샘플러는 텍스처 정밀도도 높이는가?

샘플러 한정자와 텍스처 저장 형식은 별도로 정합니다. Float 기본값을 바꾸어도 텍스처에 없는 세부 정보가 생기지는 않습니다.

TypeShade 설정

TypeShade는 GLSL 스테이지에 highp float 기본값을 생성합니다. 생성 옵션인 floatPrecision으로 스테이지에 mediump를 선택할 수 있습니다. 스테이지 전체의 기본값이 바뀌므로 민감한 좌표 계산에 미치는 영향도 확인해야 합니다.

옵션의 자세한 동작은 컴파일러 정밀도 가이드에 설명되어 있습니다. 대상 언어의 차이는 WGSL과 GLSL에서 다룹니다.

출처

GLSL ES 1.00 규격의 정밀도 한정자와 기본 정밀도.
GLSL ES 3.00 규격의 정밀도와 스테이지 기본값.
WebGL 2 규격의 셰이더 언어 버전 지원.
MDN 정밀도 권고는 기기별 연산과 성능을 설명합니다.
MDN getShaderPrecisionFormat은 조회 필드와 반환값을 설명합니다.

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