游戏引擎中的渲染实践

渲染管线

了解GPU

SIMD：单指令多数据运算（一个加法指令，同时计算xyzw）

SIMT：单指令多线程运算（一个核做得很小，一次能算"100"个）

GPC：图形处理集群 / SM：流处理器

"数据在计算机间流动是有成本的" —— 尽可能传递单向数据

"缓存Cache对计算机性能的影响远超想象"

可渲染物体

插值计算法线方向在折线处会出问题，所以要单独定义每个顶点的法线方向。

Mesh分解为Submesh子模型用于区分模型对应不同的材质。

现代游戏中使用Instance实例化，建立POOL统一管理Mesh、Shader、Texture。

可视化裁剪

通过Bounding Box检测各个顶点是否在视锥体之内决定是否要绘制。

各种形式的包围盒，Sphere效率最高

四叉树划分结合Bounding Box判断："该区域最大的物体是否在视锥体内"

BVH

PVS 潜在可见性设置

站在7号房间观察只需要渲染6123房间。

纹理压缩

游戏引擎使用的纹理都会被压缩，普遍使用block-based算法。

取像素中的最大值和最小值，通过距离关系利用插值近似表达颜色。

建模工具

点线面、卡线、由粗到细

Zbrush雕刻型工具

扫描

程序化建模

基于集群的模型管线

雕刻工具创造无数的细节。

面对一个极为精细的模型时，拆分成每一个小Mesh，再计算。

Mesh Shader核心想法：通过算法基于数据凭空生成几何，可以根据距离相机的远近选择精度。

基于集群的GPU裁剪 GPU Culling in Cluster-Based Mesh

UE5的Nanite是基于集群的GPU裁剪更往前的一步。

要记住的

1. 游戏引擎的工程系统深度依赖现代图形硬件的理解
2. 模型材质之间的关系（Mesh、SubMesh）
3. 尽可能通过运算把绘制的东西减到越少越好
4. 把较多的工作给GPU来分担CPU的负担