在 Halide 的使用上會有錯覺地認為 Halide::Runtime::Buffer 的使用必須與 libHalide.so or libHalide.a linking 才可以. 但其實 Halide::Runtime::Buffer 是可以單獨使用的, 只需要 header files, 基本上一般的程式只要確認有:
#include <HalideBuffer.h>
並且確認編譯時有在 include path 即可, 單獨的使用上並不需要任何 libHalide, 相較使用 raw pointer 或是 STL 元件, 這樣的方式有很多的好處:
- 俱備 reference count 特性
- 提供類似函數的存取介面
- 能夠彈性的配置 planar 或 interleaved 資料
- 能夠帶入或取得 raw pointer
- 可搭配 halide_image_io.h 來載入/另存 jpeg or png 圖檔
俱備 reference count 特性
現今的 C++ 元件多半具有這樣的特性, 除了使用上的簡潔彈性外, 好處是可以減少程式中充斥自行管理 buffer/object 管理上的配置與釋放相關的程式碼, 除了有效避免 memory leak / double free 之外, 也能降低因 pointer 操作的錯誤發生. 而這樣的特性也讓程式中對於 Buffer 的指定與傳遞更為便利.
提供類似函數的存取介面
Halide::Runtime::Buffer 並不是單純地提供 Halide 所使用的 Buffer object 存在, 每個所配置產生的 Buffer object 是能夠做存取操作的, 與 STL 不同的地方是, Halide::Runtime::Buffer 使用的是類似函式呼叫的形式來存取資料, 假設我們如下宣告了一個 Buffer.
Buffer<uint8_t> rgb_planes(1920, 1080, 3);
概念上, 這配置了 Width - 1920, Height - 1080, Channel - 3 的 Buffer, 也就是 sizeof(uint8_t) x 1920x1080x3 大小的記憶體空間, 每個 channel 有 1920x1080 , 而要存取該特定的位置, 可以使用下列方式:
// write to a pixel of a channel
rgb_plane(100, 100, 0) = 128
// read a pixel of a channel
uint_8 pix_val = rgb_plane(200, 200, 1)
可以減少計算 buffer offset 的錯誤, 程式碼也更為簡潔, 而因為採用了類似函數的形式, 程式的邏輯過程會更接近 functional 的感覺. 另外是也方便將查表轉為計算實作的驗證流程.
能夠彈性的配置 planar 或 interleaved 資料
許多的圖形資料並非單存以基本的 planar 形式存在, 難免會需要操作 interleaved RGB or RGBA 的資料, 以 Halide 參數順序代表資料格式與 loop 巢狀結構的概念, 那麼要宣告先前 rgb_plane 的 interleaved 版本, 必須這麼宣告:
Buffer<uint8_t> rgb_planes(3, 1920, 1080);
這的確是可行的, 但操作 planar 與 interleave 的程式流程就會使用不同的 index 次序, 而為了解決這樣的方式 Halide::Runtime::Buffer 提供了 make_interleaved 的介面來建構這樣的 Buffer object. 而最大的優點為, 這能夠保有與上一點相同次序的存取方式, 而對應底層不同的 memory layout.
能夠帶入或取得 raw pointer
為了銜接一些其他的實作或操作, 像是使用 OpenCV library 或是以 SIMD 加速的程式, 在 Buffer 的宣告上是能夠傳入外部的 pointer. 相對地需要 Buffer 對應的 buffer pointer 是能夠透過 Halide::Runtime::Buffer::data() 這個呼叫取得. 如此就能銜接/整合/驗證以不同方式實作的資料處理功能.
可搭配 halide_image_io.h 來載入/另存 jpeg or png 圖檔
在 Halide tutorial 中使用的 load_image 與 save_image 對於實務上是很便利的工具, 這也能在 include halide_image_io.h 之後個別來使用, 而需要注意的是這會需要 link libpng 與 libjpeg.
