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  • JavaScript

    20401questions

    JavaScriptは、プログラミング言語のひとつです。ネットスケープコミュニケーションズで開発されました。 開発当初はLiveScriptと呼ばれていましたが、業務提携していたサン・マイクロシステムズが開発したJavaが脚光を浴びていたことから、JavaScriptと改名されました。 動きのあるWebページを作ることを目的に開発されたもので、主要なWebブラウザのほとんどに搭載されています。

  • WebGL

    119questions

    WebGL(ウェブジーエル)は、ウェブブラウザで 3次元コンピュータグラフィックスを表示させるための標準仕様です。

  • メモリリーク

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    メモリリークは、プログラムファイルがメモリの解放に失敗した時に起こります。

  • CPU

    52questions

WebGLでアニメーションするとメモリリークする

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Canvasに対してシェーダープログラムの処理を実行するクラスを自作し、これを利用してアニメーションを実装しようと考えています。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
</head>
<body>
    <canvas id="sheet"></canvas>
    <input type="file" id="image">
    <script>
    class Filter{
        constructor(shader){
            this.canvas=document.createElement("canvas");
            this.canvas.width=600;
            this.canvas.height=600;
            this.gl=this.canvas.getContext("webgl");
            this.gl.viewport(0,0,600,600);
            this.gl.clearColor(0,0,0,1);
            let prog=this.gl.createProgram();
            let vs=this.gl.createShader(this.gl.VERTEX_SHADER);
            this.gl.shaderSource(vs,`
                attribute vec2 position;
                varying vec2 vTexCoord;

                void main(){
                    vTexCoord   = vec2((position.x + 1.0) / 2.0,(- position.y + 1.0) / 2.0);
                    gl_Position = vec4(position,0.0,1.0);
                }
                `);
            this.gl.compileShader(vs);
            if (!this.gl.getShaderParameter(vs, this.gl.COMPILE_STATUS)) {
                console.log(this.gl.getShaderInfoLog(vs));
            }
            this.gl.attachShader(prog,vs);
            let fs=this.gl.createShader(this.gl.FRAGMENT_SHADER);
            this.gl.shaderSource(fs,shader);
            this.gl.compileShader(fs);
            this.gl.attachShader(prog,fs);
            this.gl.linkProgram(prog);
            if (!this.gl.getProgramParameter(prog, this.gl.LINK_STATUS)) {
                console.log(this.gl.getProgramInfoLog(prog));
            }
            this.prog=prog;
        }
        draw(canvas,option={}){
            this.gl.useProgram(this.prog);
            this.gl.clear(this.gl.COLOR_BUFFER_BIT);
            let vertexPosAttr=this.gl.getAttribLocation(this.prog,"position");
            let vertexBuf=this.gl.createBuffer();
            let texture=this.gl.createTexture();
            if(option.uniform){
                Object.keys(option.uniform).forEach((k)=>{
                    let l=this.gl.getUniformLocation(this.prog,k);
                    switch(option.uniform[k].length){
                        case 1:
                            this.gl.uniform1f(l,option.uniform[k]);
                            break;
                        case 2:
                            this.gl.uniform2f(l,option.uniform[k]);
                            break;
                        case 3:
                            this.gl.uniform3f(l,option.uniform[k]);
                            break;
                        case 4:
                            this.gl.uniform4f(l,option.uniform[k]);
                            break;
                    }
                });
            }
            this.gl.bindTexture(this.gl.TEXTURE_2D,texture);

            this.gl.texImage2D(this.gl.TEXTURE_2D,0,this.gl.RGBA,this.gl.RGBA,this.gl.UNSIGNED_BYTE,canvas);
            this.gl.texParameteri(this.gl.TEXTURE_2D, this.gl.TEXTURE_MAG_FILTER, this.gl.LINEAR);
            this.gl.texParameteri(this.gl.TEXTURE_2D, this.gl.TEXTURE_MIN_FILTER, this.gl.LINEAR);
            this.gl.texParameteri(this.gl.TEXTURE_2D, this.gl.TEXTURE_WRAP_S, this.gl.CLAMP_TO_EDGE);
            this.gl.texParameteri(this.gl.TEXTURE_2D, this.gl.TEXTURE_WRAP_T, this.gl.CLAMP_TO_EDGE);
            this.gl.bindBuffer(this.gl.ARRAY_BUFFER,vertexBuf);
            this.gl.bufferData(this.gl.ARRAY_BUFFER,new Float32Array([
                -1.0,1.0,0.0,
                1.0,1.0,0.0,
                -1.0,-1.0,0.0,
                1.0,-1.0,0.0
            ]),this.gl.STATIC_DRAW);
            this.gl.enableVertexAttribArray(vertexPosAttr);
            this.gl.vertexAttribPointer(vertexPosAttr,3,this.gl.FLOAT,false,0,0);
            this.gl.drawArrays(this.gl.TRIANGLE_STRIP,0,4);
            this.gl.flush();
            this.gl.bindTexture(this.gl.TEXTURE_2D,null);
            return this.canvas;
        }
    }
    let brown=new Filter(`
        precision mediump float;
        varying vec2 vTexCoord;
        uniform sampler2D texture;
        uniform float time;
        void main(void){
            vec4 color=texture2D(texture,vTexCoord);
            float interval=1400.0;
            float speed=time*5.0;
            float scanLine=max(1.0,sin(vTexCoord.y*interval+speed)*2.0)*1.5;
            color.rgb*=scanLine;
            gl_FragColor=color;
        }
    `);
    let image=new Image();
    image.onload=()=>{
        let canvas=document.querySelector("#sheet");
        let ctx=canvas.getContext("2d");
        canvas.width=600;
        canvas.height=600;
        var start=(new Date()).getTime()/1000;
        function updateFrame(){
            let now=(new Date()).getTime()/1000-start;
            ctx.clearRect(0,0,600,600);
            ctx.drawImage(image,0,0,600,600,0,0,600,600);
            ctx.drawImage(brown.draw(canvas,{uniform:{time:[now]}}),0,0,600,600,0,0,600,600);
            requestAnimationFrame(updateFrame);
        }
        requestAnimationFrame(updateFrame);
    }
    document.querySelector("#image").onchange=(e)=>{
        image.src=URL.createObjectURL(e.target.files[0]);
    }
    </script>
</body>
</html>


画像をinputから参照するとcanvasに描画され、そのcanvasがクラスに与えられてwebglで処理され、帰ってきたwebgl用のcanvasをdrawImageでもとのcanvasに再描画するという仕組みです。
これを実行してしばらくするとパソコンが急にカタついて動かなくなってしまったので、システムモニター(Windowsで言うタスクマネージャー)で監視してみると、画像のようにメモリの使用量が右肩上がりになっていました。イメージ説明
領域の回収がうまくいっていないのだと思うのですが、どこが原因でしょうか。
また、WebGLを使っているのでGPUを使っていると思っていたのですが、CPUの使用率が高くなるのは普通でしょうか。

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小さなテクスチャをコンストラクタ内で作成して置き、描画時にテクスチャを更新することでメモリが増えなくなりました。どうやらcreateTextureによって作成されたオブジェクトがGCで回収できていなかったようです。

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すでに解決されたようなので、蛇足かもしれませんが……参考になればと思って書きます。

WebGL で生成したオブジェクトは、たぶん、単純に GC の対象にならないものがあるような気がします。
いわゆるネイティブな C/C++ の場合と同じように「意図的にメモリやオブジェクトは解放する」という考え方を持ったほうがいいです。

たとえば VBO などのバッファオブジェクトやシェーダオブジェクトは、それを Delete するためのメソッドが用意されていますので、それらを使った解放処理すべきだと思います。

テクスチャも、確か削除するためのメソッド gl.deleteTexture があるので、もし削除しなければならない場合はそういうメソッドで開放処理を行ったほうがいいと思います。削除はせずに使いまわしてやりくりする、という speken00 さんが取られた方法も、今回のようなケースでは正しいアプローチだと思いますね。

WebGL はブラウザのウィンドウ(タブ)が閉じられたらきれいにリセットされてしまうので、あまり細かく解放処理を記述しなくても問題が起こりにくいです。
ただその分、繰り返し何度も描画するようなアプリケーションを作っている場合は、そのあたりの「いわゆる後始末」をお行儀よく行ってやらないと、メモリリーク等が発生しやすいと思いますので、注意するといいかもしれません。

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