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Category: Tech article
(这个功能本来应该是KlayGE 4.10就有的,但因为时间原因,拖过了发布时间。所以变成4.11里第一个实现的功能。) 粒子系统在游戏引擎里用得非常普遍。而粒子系统的渲染本身,却是一个不怎么快的过程。因为大量粒子会叠在屏幕上,给填充很大的压力。 加速的方向 既然是填充率的瓶颈,那显而易见的加速方法就是缩小分辨率。常见的做法是把粒子渲染到一个半分辨率的纹理上,在根据depth的分布混合到全分辨率。在KlayGE里,shadowing是就是用这个方法加速的。如果插值后的depth更接近于point采样的depth,就填充point采样的颜色,否则填充linear采样的颜色。这么做的话,大约能达到原先4倍的速度。GPU Gems 3的High-Speed, Off-Screen Parti ...
上一篇讲了tone mapping的改进。作为引擎的一个长期议题,优化是不可缺少的。本篇就讲讲在4.10中引入的新优化。 CPU端 在profiler里看到的占据CPU耗用第一名的一直是驱动。原先一直没在意这个,前一阵自己看了一下,发现前几位的好几个都是在SceneManager里,而且都和渲染队列相关。具体情况是,在每一帧确定渲染队列的时候,会执行一遍这样的步骤: 扫描一遍场景里的所有SceneObject,根据它的Renderable的类型建立一个从Renderable到SceneObject列表的unordered_map,每个物体作为那个Renderable的instance 把unordered_map中的Renderable建立一个队列 渲染这个队列 销毁unordered_map 所以其实这里的unordered_map只是 ...
上一篇讲了新的材质系统。本篇将讲tone mapping的改进。 Tone mapping的进化 KlayGE早在2006年的时候就引入了HDR的流水线。和当年的其他引擎一样,HDR的内容经过渲染,需要通过tone mapping转成LDR之后送去显示。这时候,tone mapping的质量就可以决定最后的画面细节度和对比度。 在KlayGE的发展过程中,tone mapping这个看似简单的步骤经历了多次进化。 Reinhard 早期的普遍做法是一篇叫做Photographic Tone Reproduction for Digital Images的论文,大家就用作者的名字称它为Reinhard tone mapping。这是个经验公式,把HDR到LDR的变换简单的描述了出来。 float3 ReinhardToneMapping(float3 color, float adapted_lum) { con ...
好久没写这样的系列了,上一次总结渲染的改进,还是4.5的时候。最近,又对KlayGE的渲染做了一些系统性的修改,所以在这里总结一下。 材质系统 原先的材质系统里,diffuse颜色和specular颜色是分开的。要放到GBuffer里的时候,specular颜色就剩下亮度,之后跟光的亮度操作后,从diffuse的颜色恢复出specular颜色。这只是一个情非得已的hack,因为G-Buffer里只有4个通道可供使用,放不下diffuse和specular颜色。 2015年的Physics and Math of Shading里,详细分析了导体、绝缘体、半导体的diffuse和specular分布,得到的结论是,只需要有个albedo的颜色(3通道)以及一个metalness(1通道),就已经足够。因为导体的diffuse是0,绝缘体的s ...
Win10 TH2 (10586)正式版已于11月12日发布,其SDK也在11月30日随着VS2015 Update 1正式发布。本来不觉得D3D/DXGI部分会有什么变化,毕竟没有任何正式宣布。但SDK里俨然出现了d3d11_4.h和dxgi1_5.h。换句话说,D3D 11.4和DXGI 1.5就这么悄悄发布了。 但是,到目前为止,不管是msdn还是网上搜索,都找不到没有任何资料。从头文件的内容来看,其实与其说是一个新版本,不如说是对以前的略微增强。下面我们就来看看到底变了什么。 D3D 11.4 d3d11_4.h里面,唯一增加的是定义了ID3D11Device4,包含两个新函数。 HRESULT RegisterDeviceRemovedEvent(HANDLE hEvent,  DWORD *pdwCookie); void UnregisterDeviceRemoved(DWORD dwCookie); 从 ...
自从Win8引入WinRT以来,主流开发者的说法一直是,C++/CX可以方便地把现有C++代码移植到WinRT。一般来说确实如此,绝大部分原有C++代码可以的保留,只需要写UI的部分就可以了。但因为C++/CX的引入,还是会带来一些副作用,不完全都是好处。本篇将以KlayGE为例,讲解如何在不用C++/CX的情况下完成WinRT应用(包括UWP)。 C++/CX的功与过 C++/CX使用起来挺方便,语法和原先的C++/CLR极其相似,但是native的,没有虚拟机执行开销。任何懂C++的人都可以很快上手,把程序移植到WinRT。同时,WinRT背后一大套COM机制都被隐藏掉了,可以直接用普通的类一样使用COM对象。 但是,仔细观察就能发现,在C++项目中加入C++/CX有几个缺点。 C++/CX ...
本系列前面的五篇已经让引擎可以在D3D12下跑通所有的例子。但这并不代表功能已经齐全。其中很多例子能跑通的原因,是因为例子本身有fall back的代码,允许在没有各种高级功能的情况下运行。Compute shader就是其中的一个。本篇将会讲解如何加入compute shader,以及在此过程中遇到的一个大坑。 计算引擎 和以前的API不同的是,D3D12是个多引擎的API,可以让硬件的不同的独立部分异步执行,以提高效率。D3D12里的引擎有,渲染引擎、计算引擎和拷贝引擎。这三个引擎有不同的指令队列,可以在程序的控制下并行执行和互相同步。所以,在D3D12里,推荐的做法是,渲染和计算分开,放到不同引擎执行。所以虽然compute shader也可以在渲染引擎执行 ...
经过前面的练习,实现query已经没什么难的了。 Query heap 在D3D12里,query也是放在heap中。但和其他heap不同的是,query heap与其说是heap,不如说是array。它并不需要设置给设备,而是相当于一次可以提交多个query。Query heap的数量不限,所以为了简单实现,可以给每个query建立一个query heap。 D3D12_QUERY_HEAP_DESC query_heap_desc; query_heap_desc.Type = D3D12_QUERY_HEAP_TYPE_OCCLUSION; query_heap_desc.Count = 1; query_heap_desc.NodeMask = 0; ID3D12QueryHeap* query_heap; TIF(device->CreateQueryHeap(&query_heap_desc, IID_ID3D12QueryHeap, reinterpret_cast<void**>(&query_heap))); ...
上一篇把完成了一个最基本的D3D12程序,画一个三角形。同时我也说了,没有回头路。本篇将开始从11on12转向纯D3D12。 上一篇我们的假设假设是最基本的系统,关掉所有post process、UI、文字,就渲染一个三角形。这样的系统至少需要一个vertex buffer、一个rtv、一个vs、一个ps、一次clear、一次draw call。进一步的发展需要一个稍微复杂的系统,有文字和UI。也就是还需要一个index buffer、一个cbv、一个srv、一个sampler。Index buffer和vertex buffer的构建没区别,所以就是cbv、srv和sampler的事情。 在此之前,需要先介绍两个D3D12的概念,heap和root signature。因为CBV/SRV/UAV/Sampler都需要依赖于这两个。 Heap Heap是D3D12新 ...
上一篇我们讲了如何建立D3D12的设备,并在其之上建立出11on12的设备。接下去就要开始一步一步转移到纯D3D12下了。 第一个应该转的是相对独立的资源,包括buffer和texture。建立D3D12的资源,之后用前文说的CreateWrappedResource转成D3D11的资源,继续交给D3D11on12渲染就可以了。这样仍然可以往前走一小步,保证引擎还能工作。 Buffer Buffer包括vertex buffer、index buffer和constant buffer。 D3D12_HEAP_PROPERTIES heap_prop; heap_prop.Type = D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD; heap_prop.CPUPageProperty = D3D12_CPU_PAGE_PROPERTY_UNKNOWN; heap_prop.MemoryPoolPreference = D3D12_MEMORY_POOL_UNKNOWN; heap_prop.CreationNode ...