UE4里GPUScene相关的梳理。
1.引擎传输Primitive数据到GPU的方式
什么是PrimitiveData?
PrimitiveData是UPrimitiveComponent级别的几何数据，包括LocalToWorldMatrix，WorldPosition，AABB，LightMap等数据。
传统方式
每个Primitive一个UniformBuffer，每次DrawCall绑定。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
| GameThread
→ FPrimitiveSceneProxy
→ CreatePrimitiveUniformBufferImmediate()
→ RHICreateUniformBuffer
→ Draw 时 SetUniformBuffer
→ GPU
|
每一帧每一个Primitve需要，创建，更新，绑定。适合小场景。
每一帧上传：DrawCall * PrimitiveData
如果场景全部是动态物体，这种是合理的。但是现实有大量静态物体的数据，也需要每帧上传。
GPUScene的方式
为了减少Cpu per-draw state的绑定成本，UE4.23引入了GPUScene。
所有的Primitive数据，打包进一个大的StructuredBuffer，GPU里通过PrimitiveId获取。
然后每一帧不变的静态物体的数据就保持不变，只更新变化的静态物体以及动态物体。
动态物体也分为每个视图(不是全部更新)，视图会提前收集到需要更新的动态物体。
每一帧上传：变化的Static + View * View收集的Dynamic
2.GPUScene的工作流程
GPUScene是一个大的功能，它是Primitive基础数据的容器，有一些功能比如DistanceField、LightMap、InstanceCulling这些，有自己的更新逻辑。
如距离场数据的更新，以前在这里写过
https://ahappyfun.github.io/2023/09/04/UE4-HISM%E5%89%94%E9%99%A4%E6%9B%B4%E6%96%B0DFShadow/
GPUScene基础的更新流程
标脏 → 收集 Dirty Primitive → 构建 PrimitiveShaderData → 批量写入 StructuredBuffer → Shader 通过 PrimitiveId 读取
更新标记Dirty路径：GameThread——>RenderThread
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
| UPrimitiveComponent::MarkRenderTransformDirty()
UPrimitiveComponent::MarkRenderStateDirty()
——>
FScene::UpdatePrimitiveTransform()
FScene::UpdatePrimitiveSceneInfo()
——>
Scene->GPUScene.MarkPrimitiveDirty(PrimitiveSceneInfo);
——>
DirtyPrimitiveSceneInfos.Add(PrimitiveSceneInfo);
Dirty标记完成。不立刻更新，后面统一更新。
|
GPU更新流程：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
| FSceneRender::Render()
FSceneRenderer::UpdateGPUScene()
——>
统计Dirty数量
NumDirtyPrimitives = GPUScene.DirtyPrimitiveSceneInfos.Num();
——>
为上传准备CPU Staging buffer
TArray<FPrimitiveSceneShaderData> PrimitiveUploadData;
——>
构建每个 Dirty Primitive 的 ShaderData
for (PrimitiveSceneInfo : DirtyList)
{
BuildPrimitiveShaderData(...)
}
——>
写入上传数据
——>
批量更新Buffer到GPU
RHICmdList.UpdateBuffer(
PrimitiveBuffer,
OffsetInBytes,
SizeInBytes,
UploadDataPtr
);
——>
GPU里StructuredBuffer已经更新，shader里获取新的。
PrimitiveSceneData = PrimitiveSceneDataBuffer[PrimitiveId];
|