UE4笔记-渲染流程源码分析(引擎Tick开始)

fwalker · 发表于 2022-9-1 08:02

先从点下编辑器Play按钮那一刻开始。
流程从Engine的tick出发。

这下我们走到了 FViewport::Draw( boolbShouldPresent/*= true */)方法，实现是在UnrealClicent.cpp里面。

还有一层Draw，是ViewportClicent的Draw，每个FViewport持有一个ViewportClicent，后续可以继续分析其关系。

往下看下去，来到一个比较重点的代码
FSceneViewFamilyContext ViewFamily(FSceneViewFamily::ConstructionValues(
InViewport,MyWorld->Scene,EngineShowFlags) .SetRealtimeUpdate(true));
这里是构建一个场景视图成员，用于渲染用，其实里面更多的是一些数据记录，比较重要的是所持有的FSceneInterface的子类FScene实例，FScene可以理解成UWorld在渲染模块下的映射，也就是渲染模块不直接关心UWorld上的Actor，而是关心FScene上的数据。

再看看FSceneViewFamily和FSceneViewFamilyContext

到目前为止，FSceneViewFamily里面只是包含了一些视口数据，但是实际渲染需要的ViewMatrix和ProjectionMatrix并没有任何求解地方，所以接下来肯定是有地方计算的，接着往下看，来到了APlayerController的CalcSceneView方法，获得对应的FSceneView。
FSceneView* View = LocalPlayer->CalcSceneView(&ViewFamily, ViewLocation, ViewRotation, InViewport, &GameViewDrawer, PassType);

FSceneView里面包含了渲染的基础矩阵ViewProjectionMatrix，那么这个是怎么得出来的？继续往里面走。
这里创建FSceneViewInitOptions的局部变量，查看其包含了求解VPMatrix的要素，但是这个时候是没有初始化过的Matrix，后面肯定是有地方处理了。其实就是下一句CalcSceneViewInitOptions

经过这个方法后，相应的旋转矩阵已经处理完成，进里面再看，其实是在ULocalPlayer::GetProjectionData里面获取到ViewOrigin和ViewRotationMatrix，本人觉得这个名字有问题。这名字不是说投影数据吗？为什么连旋转和位移数据也在里面求解...

同时可以看到，通过GetViewPoint(ViewInfo, StereoPass)，获得了视口的位移和旋转。再往下看，实际是通过PlayerController->GetPlayerViewPoint(/*out*/OutViewInfo.Location, /*out*/OutViewInfo.Rotation)获取。这里代码有点重复了。。。

基本上到这里，渲染用的vp数据有了，再往下看，是根据不同的显示模式，记录不同参数，比如线框模式、漫反射模式等。同时FSceneViewFamilyContext持有FSceneView实例。

当这些数据都准备好后，开始通知渲染模块，渲染当前FSceneViewFamily。之前说了FSceneViewFamily持有FSceneView实例，所以相关的渲染数据也就一并传递过去了。
看看对应的函数GetRendererModule().BeginRenderingViewFamily(SceneCanvas,&ViewFamily);实现

World->SendAllEndOfFrameUpdates();还没有了解清楚，应该是更新proxy信息，确保proxy信息是最新的。然后到创建FSceneRenderer。

不难看出，通过不同的渲染路径，会创建出不同的渲染实例
一个是延迟渲染，PC上基本走这个，性价比高。
一个是移动平台的渲染。

接下来会进行相关的cameracapture和平面反射的内容更新，最后调用
ENQUEUE_UNIQUE_RENDER_COMMAND_ONEPARAMETER(
FDrawSceneCommand,
FSceneRenderer*,SceneRenderer,SceneRenderer,
{
RenderViewFamily_RenderThread(RHICmdList, SceneRenderer);
FlushPendingDeleteRHIResources_RenderThread();
});
为渲染线程添加RenderViewFamily_RenderThread(RHICmdList, SceneRenderer);任务。

进入static void RenderViewFamily_RenderThread(FRHICommandListImmediate& RHICmdList, FSceneRenderer* SceneRenderer)方法，查看其实现，可以看到其实际是调用了SceneRender的Render方法。先进入FDeferredShadingSceneRenderer进行分析。

首先是initview->PrevisibilityFrameSetup，如果是TemporalAA，则进行TemporalAA处理，大概算法如下，TemporalAA两种操作，一种就是downsample(看资料说是，但是我觉得这是SSAA吧...)，一种就是偏移多帧混合。常规电影帧率不高却流畅，就是大多数用了这个。UE看起来就是用偏移多帧混合。

然后到ComputeViewVisibility，里面主要实现了FrustumCull。
UE使用的是并行是锥体裁剪，之前看文章说比起线性八叉树要快，具体算法后续再深入。

为了做视椎体裁剪，肯定是要网格位置，体积等信息，这里UE通过FScene获取所有的动态物体的FPrimitiveSceneInfo，进而获取proxy，然后通过GetDynamicMeshElements，构建图形接口需要的Vertex信息。
其中FPrimitiveSceneInfo和proxy是渲染用的数据，但其实通过UWorld的Actor的Component去处理生成。
那么目前，UWrold的Actor与渲染线程的桥梁就搭建起来了，后续再分析Acotr的Component和proxy是怎么桥接。

InitView流程大概就到这里，基本上完成了渲染动态网格数据的收集。
接下来是Prepass，就是EaelyZPass，顾名思义，先渲染深度，为后续进行深度剔除，减少OD，用并行方式进行处理。

最终通过创建FDrawVisibleMeshCommandsAnyThreadTask，doTask方法为SubmitMeshDrawCommandsRange，实际SubmitMeshDrawCommandsRange就是向RHI提供相关的图形接口的渲染数据了。在这里还有动态遮挡剔除处理，用的是HZB算法做剔除，就是用上一帧的Zbuffer来判断，具体算法已经有了解，不深入。

Prepass完成后，到RenderBasepass，也是通过并行处理渲染。渲染过程与上述基本一致，只是相关的渲染状态不一样，prepass部分只渲染深度，这部分进行GBUFFER处理，具体后续再分析。
RenderBasePass(RHICmdList, BasePassDepthStencilAccess, ForwardScreenSpaceShadowMask.GetReference(), bDoParallelBasePass, bRenderLightmapDensity);

后续还有透明物体渲染、光照渲染部分，都大同小异了，就不想分析了，用RenderDoc可以查看流程。
目前分析了渲染层的流程，后续再继续分析UWorld下如何生成对应渲染proxy，渲染线程在什么时候组装对应的proxy，shader流程。

TheLudGamer · 发表于 2022-9-1 08:11

已拜读，很棒很棒！

七彩极 · 发表于 2022-9-1 08:14

截图是真心看不清

mastertravels77 · 发表于 2022-9-1 08:17

已拜读，很厉害呀

DungDaj · 发表于 2022-9-1 08:21

FrustumCull 没看出具体是怎么剔除的，看上去只是记录了要剔除的个数

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